DE2445776B2 - Verfahren zur Herstellung von Polybutadien mit im wesentlichen 1,2-Struktur - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Polybutadien mit im wesentlichen 1,2-StrukturInfo
- Publication number
- DE2445776B2 DE2445776B2 DE2445776A DE2445776A DE2445776B2 DE 2445776 B2 DE2445776 B2 DE 2445776B2 DE 2445776 A DE2445776 A DE 2445776A DE 2445776 A DE2445776 A DE 2445776A DE 2445776 B2 DE2445776 B2 DE 2445776B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- compound
- cobalt
- butadiene
- alcohol
- polymerization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F136/00—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
- C08F136/02—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
- C08F136/04—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
- C08F136/06—Butadiene
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
Es ist bekannt, daß Ul-Rutadien in ein Polymeres, das
im wesentlichen eine 1,2-Struktur hat, umgewandelt
werden kann, indem das 13-Butadien in Gegenwart
eines Katalysatorsystems polymerisiert wird, das eine
Kobaltverbindung und eine Organoalu^iiniumverbindung
enthält Dieses Verfahren hat sich jedoch aufgrund seiner niedrigen Ausbeute und der unzulänglichen
physikalischen Eigenschaften des Polymeren bisher nicht durchgesetzt
Es ist auch bereits bekannt, die Nachteile dieses Verfahrens durch Polymerisation von 13- Butadien
mittels eines Katalysatorsystems zu beseitigen, das eine Kobaltverbindung, ein Organoaluminium und Schwefelkohlenstoff
umfaßt Dieses Polymerisationskatalysatorsystem ist in der Lage, 13-Butadien in einem inerten
organischen Lösungsmittel in syndiotaktisches 1,2-Polybutadien umzuformen, das einen sehr hohen Schmelzpunkt
von 200-2150C hat und stark kristallinisch ist Dieses Verfahren ist jedoch für eine Anwendung in
großtechnischem Maßstab ungeeignet, da die Ausbeute an polymeren] Produkt nur sehr niedrig ist. Bei diesem
Verfahren kann auch nicht der Schmelzpunkt des polymeren Produktes genau gesteuert werden. Um auch
die diesem Verfahren anhaftenden Nachteile zu beseitigen, ist 13-Butadien auch bereits in einem inerten
organischen Lösungsmittel in Gegenwart eines Katalysatorsystems polymerisiert worden, das aus einer
Kobaltverbindung, einer Organoaluminiumverbindung, Schwefelkohlenstoff und einer Nitrilverbindung besteht.
Ein Nachteil, der diesem Verfahren anhaftet liegt darin, daß die für den Menschen schädliche Nitrilverbindung
nur sehr schwierig wieder aus der Polymerisationsmischung entfernt werden kann. Außerdem läßt auch
dieses Verfahren bezüglich der Polymerisatausbeute zu wünschen übrig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Polybutadienen zu
schaffen, die im wesentlichen eine 1,2-Struktur und einen genau delinierten Schmelzpunkt haben.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, um Polybutadiene, die eine
1,2-Struktur haben, mit sehr hohen Ausbeuten zu erzeugen.
Gegenstand der Erfindung sind somit die Verfahren gemäß den Patentansprüchen.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Polymere hat im wesentlichen eine syndiotaktische
1,2-Struktur und einen Schmelzpunkt von 70 bis 210° C, und zwir in Abhängigkeit von der Zusammensetzung
des Katalysatorsystems, insbesondere in Abhängigkeit von dtr Menge an Alkohol-, Keton- oder
Aldehydverbindungen, die in dem Katalysatorsystem vorhanden sind. Das nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellte Polymere kann daru benutzt werden, Filme bzw. Folien, Platten, Fasern und anders
geformte Gegenstände herzustellen. Das erzeugte Polymere ist auch zur Herstellung verschiedener
Pfropfcopolymerisate geeignet indem Pfropfmonomere mit den Vinylradikalen in dem Butadienpolymeren
zur Reaktion gebracht werden. Der hohe Schmelzpunkt des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Biitadienpolymeren macht dieses Produkt besonders wertvoll für die Herstellung von Kunststoffgegenständen,
wobei weiterhin die hohe Widerstandsfähigkeit gegen organische Lösungsmittel, beispielsweise n-Hexan
und Benzol, sehr vorteilhaft ist
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden an Hand der Figuren näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 ein Dreiseitenkoordinatensystem mit den Anteilen an Wasser, Organoaluminiumverbindung und
Kobaltverbindung in der Katalysatorlösung, und
Fig.2 ein Infrarotabsorptionsspektrum eines nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polymeren.
Unter »inertem organischem Lösungsmittel« ist ein organisches Lösungsmittel zu verstehen, das gegen
sämtliche Komponenten des beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Katalysatorsystems, gegen
1,3-Butadien und das Butadienpolymere inert ist ίο Vorteilhafterweise wird das inerte organische Lösungsmittel
aus der Gruppe von aromatischen Kohlenwasserstoffen, aliphatischen Kohlenwasserstoffen, alicyclischen
Kohlenwasserstoffen, halogenierten aromatischen Kohlenwasserstoffen, halogenierten aliphatischen
is Kohlenwasserstoffen, halogenierten acyclischen Kohlenwasserstoffen
und Mischungen von zwei oder mehreren dieser Verbindungen ausgewählt.
Bei den ?romatischen Kohlenwasserstoffen kann es
sich um Benzol, Toluol, Xylol, Äthylbenzol, Diäthylbenzol oder Isobutylbenzol handeln; als aliphatische
Kohlenwasserstoffe können η-Hexan, Isohexan, n-Heptan, n-Octan, Isooctan, η-Dekan, 2,2-DimethyIbutan,
Petroläther, Leichtbenzin, Ligroin, Kerosin oder Waschbenzin benutzt werden; bei den acyclischen
Kohlenwasserstoffen kann es sich entweder um Cyclohexan oder Methylcyclohexan handeln. Bei dem
halogenierten aromatischen Kohlenwasserstoff kann es sich um Chlorbenzol, Dichlorbenzole, Trichlorbenzole
oder Chlortoluole handeln; der halogenierte aliphatijo
sehe Kohlenwasserstoff kann Methylendichlorid, Chloroform, Tetrachlormethan, 1,2-Dichloräthan, 1,1,1-Trichloräthan,
1,1,2-Trichloräthan, Tetrachloräthan, Trichlorpropan, n-Butylchlorid oder n-Amylchlorid
umfassen.
Die in dem inerten organischen Lösungsmittel lösliche Kobaltverbindung ist ausgewählt aus der
Gruppe von
1) 0-Diketonkomplexen des Kobalts,
2) 0-Keto-Säureesterkomplexen des Kobalts,
3) Kobaltsalzen der organischen Carbonsäuren mit 6—15 Kohlenstoffatomen und
4) Komplexen von halogenierten Kobaltverbindungen der Formel CoXn, wobei X ein Halogenatom
und π die Ziffer 2 oder 3 repräsentiert, mit einer organischen Verbindung, die ausgewählt ist aus der
Gruppe von tertiären Aminen, Alkoholen, tertiären Phosphinen, Ketonen und N,N-Dialkylamiden.
Die /3-Diketonverbindung, die mit einem Kobalt a torn
so einen Komplex bilden soll, hat die Formel:
R2
R1 —C —C —C —R4
R1 —C —C —C —R4
Il I3 Il
ο R3 ο
wobei R1 und R4, die einander gleich oder voneinander
unterschiedlich sind, ein Alkylradikal mit 1—6 Kohlenstoffatomen und R2 und R3, die einander gleich oder
voneinander unterschiedlich sind, jeweils ein Wasser-Stoffatom oder ein Alkylradikal mit 1—6 Kohlenstoffatomen
repräsentieren. Ein derartiger /}-Diketonkomplex
des Kobalts kann Kobalt-(II)-Acetylacetonat oder Kobalt-(1II)-Acetylacetonat sein.
Der 0-Keto-Säureester, der mit einem Kobaltatom ein Komplex bilden soll, kann die Formel haben:
R2
R1 —C —C —C—O—R4
!I I Il
O R3 O
wobei R1 und R4, die einander gleich oder voneinander
unterschiedlich sind, ein Alkylradikal mit 1-6 Kohlenstoffatomen und R2 und R3, die einander gleich oder
voneinander unterschiedlich sind, jeweils ein Wasserstoffatom oder ein Alkylradikal mit 1-6 Kohlenstoff-
atomen repräsentieren.
Bei einem derartigen Kobaltkomplex kann es sich um einen Kobalt-Acetessigsäureäthylesterkomplex handeln.
Das Kobaltsalz der organischen Carbonsäure kann entweder Kobaltoktoat oder Kobaltnaphthenat sein.
Die Ligandverbindungen, die in der Lage sind, mit
einer halogenierten Kobaltverbindung einen Komplex zu bilden, können das tertiäre Amin/Pyridin, Triäthylamin, Tributylamin oder Dimethylanilin sein. Bei dem
Alkohol kann es sich um Methylalkohol oder Äthylalkohol handeln. Das tertiäre Phosphin kann Trimethylphosphin, Tributylphosphin oder Triphenylphosphin sein.
Das Keton kann Aceton oder Methyläthylketon und das Ν,Ν-Dialkylamid kann Ν,Ν-Dimethylformamid,
Ν,Ν-Diinethylacetamid, N,N-Diäthylformamid oder
Ν,Ν-Diäthylacetamid sein. Der Komplex des halogenierten Kobalts ist vorzugsweise entweder ein Komplex
des Kobaltchlorids mit Pyridin oder Äthylalkohol.
Die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Organoaluminiumverbindung hat
die Formel AIR3, wobei R ein Kohlenwasserstoffradikal
mit 1 -6 Kohlenstoffatomen darstellt Das Kohlenwasserstoffradikal kann ein Alkyl, Cycloalkyl- oder
Arylradikal mit 1 - 6 Kohlenwasserstoffatomen sein. Bei der Organoaluminiumverbindung handelt es sich vorzugsweise um Trimethylaluminium, Triäthylaluminium
oder Triphenylaluminium.
Bei der Herstellung der Katalysatorlösung (A) ist es wichtig, daß die Kobaltverbindung und die Organoaluminiurnverbindung in dem inerten organischen Lösungsmittel gelöst werden, das 13-Butadien enthält
Wenn die Zubereitung in Abwesenheit von 13-Butadien stattfindet ist die resultierende Katalysatorlösung nicht
als eine Komponente der beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Katalysatormischung geeignet.
Das 13-Butadien wird dabei in einem Molverhältnis von mindestens 1,0, vorzugsweise von mehr als 5,0,
verwendet und zwar bezogen auf die Molmenge der Kobaltverbindung.
Es läßt sich allgemein sagen, daß die Aktivität des aus der Katalysatorlösung (A) hergestellten Katalysatorsystems zunimmt je größer das Mengenverhältnis des
13-Butadiens zu der in der Katalysatorlösung (A)
vorhandenen Kobaltverbindung ist Die Aktivität des Katalysatorsystems erreicht jedoch einen Gleichgewichtswert, wenn das Molverhältnis der 13-Butadienmenge zu der Kobaltverbindungsmenge in der Katalysatorlösung (A) zwischen 10-200 liegt Wenn somit die
13-Butadienmenge relativ zur Kobaltverbindung in einem starken Überschuß, d. h. beispielsweise in einem
großen Molverhältnis von 1000-200000 benutzt wird,
ist die Aktivität des Katalysatorsystems im wesentlichen
gleich der Aktivität eines Katalysatorsystems, das aus
einer Katalysatorlösung hergestellt worden ist, die 1,3-Butadien in einem Molverhältnis von 10—200
enthält. Wenn das Molverhältnis unter 1 liegt hat die resultierende Katalysatormischung jedoch nur eine
geringe Aktivität, so daß sich diese Katalysatormischung nicht in industriellem Umfang verwenden läßt.
Die Katalysatorlösung kann entweder die ganze oder einen Teil der 13-Butadienmenge enthalten, die in der
Polymerisationsmischung polymerisiert werden soll. Die Katalysatorlösung enthält vorzugsweise 0,001 -0,5
Mol-% der Kobaltverbindung und 0,03-5 Mol-% der Organoaluminiumverbindung, und zwar bezogen auf die
zu polymerisierende Molmenge des 13-Butadiens. Das
Verhältnis der Molmenge der Organoaluminiumverbindung zu dem der Kobaltverbindung liegt vorzugsweise
im Bereich von 0,5 —100.
Es ist bekannt, daß die Organoaluminiumverbindung
nicht in Kontakt mit Wasser kommen sollte, welches die Organoaluminiumverbindung zersetzen könnte. Es isl
demzufolge vorteilhaft, daß das zur Herstellung dei Katalysatorlösung vorgesehene inerte organische Lösungsmittel vorher auf einen Wassergehalt dehydratisiert wird, der nicht ausreicht um die gesamte
Organoaluminiumverbindung ganz zu zersetzen.
Bei der Herstellung der Katalysatorlösung ist es vorteilhaft daß zuerst die Kobaltverbindung in dem
inerten organischen Lösungsmittel in Gegenwart von 13-Butadien gelöst wird, bevor anschließend die
Organoaluminiumverbindung darin aufgelöst wird.
Wenn jedoch die Katalysatorlösung in der Weise hergestellt wird, daß zuerst die Organoaluminiumverbindung (b) in dem das 13-Butadien enthaltender
inerten organischen Lösungsmittel und anschließend darin die Kobaltverbindung (a) gelöst wird, müssen sich
die Anteile des Wassers (D), der Organoaluminiumverbindung (b) und der Kobaltverbindung (a) in dem unten
angegebenen Bereich befinden. Wenn in der Katalysatorlösung das Wasser, die Organoaluminiumverbindung
und die Kobaltverbindung in einem prozentualen Molverhältnis von (D) : (b) : (a) vorhanden sind, liegt das
Mengenverhältnis (D), (b), (a) im Bereich eines Koordinatensystemabschnittes, der in einem Dreieckskoordinatensystem mit drei Ordinaten, die die Molprozente des Wassers, der Organoaluminiumverbindung
bzw. der Kobaltverbindung darstellen, durch die Koordinaten A ((D) = 49,8, (b) = 50 und (a) = 0,2), E
((D) = 0, (b) - 99,8 und (a) = 0,2), C((D) = 0. (b) = 25
und(a) - 75),D((D) = 20, (b) = 25 und (a) = 55) und £
((D) = 20, (b) = 55 und (a) = 25) bestimmt ist
In Fig. 1 ist dieser Bereich ABCDE in einem Dreiseitenkoordinatensystem eingezeichnet
Die Katalysatorlösung wird vorteilhafterweise unter Verwendung eines dehydratisierten inerten organischen
Lösungsmittels zubereitet Das inerte organische Lösungsmittel enthält vorzugsweise höchstens 500 ppm
und insbesondere höchstens 200 ppm Wasser. Wenn der Wasseranteil in dem inerten organischen Lösungsmittel
über 500 ppm liegt, muß die Katalysatorlösung verhältnismäßig große Mengen von der Kobaltverbindung und
der Organoaluminhimverbindung enthalten, was in
wirtschaftlicher Hinsicht nachteilig ist
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorteilhaft, daß die Katalysatorlösung
mindestens 30 Sekunden lang, vorzugsweise jedoch mindestens 1 Minute lang, in ihrer Form verbleibt bevor
sie zur Herstellung des Katalysatorsystems benutzi wird.
Die zur Herstellung des beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Katalysatorsystems verwendete
Alkoholverbindung ist ausgewählt aus der Gruppe der einwertigen Alkohole, der mehrwertigen Alkohole
und der Derivate von mehrwertigen Alkoholen, die mindestens ein Hydroxylradikal mit 1 — 25 Kohlenstoffatomen
haben. Bei dem einwertigen Alkohol handelt es sich um gesättigte aliphatische Alkohole, ungesättigte
aliphatische Alkohole, alicyclische Alkohole, aromatische Alkohole und heterocyclische Alkohole.
Bei den gesättigten aliphatischen Alkoholen handelt es sich um
Methylalkohol, Äthylalkohol, n-PropylalkohoI,
Isopropylalkohol, n-Butylalkohol,
Isobutylalkohol, η-Amylalkohol, Isoamylalkohol, sek.- Amylalkohol, tert-Amylalkohol,
n-HexylalkohoI^-Äthylbutylalkohol,
n-Heptylalkohol, 2-Heptylalkohol, n-Octylalkohol,
2-Octylalkohol,2-Äthylhexylalkohol,
Caprylalkohol, Nonylalkohol, n-Decylalkohol,
Laurylalkohol und 4-MethylpentanoI-(2). Der ungesättigte aliphatische Alkohol kann Allylalkohol,
Crotylalkohol und Propargylalkohol umfassen. Bei dem acyclischen Alkohol kann es sich um Cyclopentanol,
Cyclohexanol, 2-Methylcyclohexanol oder a-Terpineol
handeln. Der aromatische Alkohol kann Benzylalkohol, Cinnamylalkohol und Tri-phenylcarbinol sein.
Der heterocyclische Alkohol kann entweder Furfurylalkohol oder Tetrahydrofurfurylalkohol sein. Bei dem
mehrwertigen Alkohol kann es sich handeln um Äthylenglykol, Propylenglykol, 1,3-Butandiol,
1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,10-Decandiol,
Glycerin, 1,1,1 -tris-Hydroxypropan, 1,2,6-Heyantriol, Pentaerythrit und
Trimethylolpropan.
Bei dem mehrwertigen Alkoholderivat mit mindestens einem Hydroxylradikal kann es sich handeln um
Äthylenglykolmonoalkyläther, Diäthylenglykol, Diäthylenglykol-Monoalkyläther.Triäthylenglykol,
Triäthylenglykol-Monoalkyläther, Propylenglykol-Monoalkylätherund
Diacetonalkohol.
Bei den erwähnten Derivaten haben die Monoalkylgruppen vorzugsweise 1 — 6 Kohlenstoffatome.
Bei der zur Herstellung des beim Verfahren der Erfindung eingesetzten Katalysatorsystems verwendeten
Ketonverbindung mit 3 — 20 Kohlenstoffatomen kann es sich handeln um aliphatische Ketone, z. B.
Aceton, Acetylaceton, Äthylmethylketon, Methylpropylketon, Isopropylmethylketon,
Butylmethylketon, Isobutylmethylketon, Pinakolin, Diäthylketon, Butyron, Düsopropylketon und
Diisobutylketon,
alicyclische Ketone, beispielsweise
alicyclische Ketone, beispielsweise
Cyclobutanon, Cyclopentanon, Cyclohexanon und
Cyclododecanole
die aromatischen Ketone
die aromatischen Ketone
Acetophenon, Propiophenon, Butyrophenon, Valerophenon, Benzophenon, Dibenzylketon und
2-Acetonaphthon
sowie die heterocyclischen Ketone
sowie die heterocyclischen Ketone
3-Acetothienon oder 2-Acetofuran. Bei der zur Herstellung des erfindungsgemäß
eingesetzten Katalysatorsystems verwendeten Aide- '< hydverbindung mit 1 —20 Kohlenstoffatomen kann es
sich um aliphatische Aldehyde, beispielsweise Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd,
n-Butyraldehyd, Isobutyraldehyd, n-Valeraldehyd,
Isovaleraldehyd, Pivalaldehyd, Kapronaldehyd,
Heptylaldehyd, Caprylaldehyd, Pelargonaldehyd,
Caprinaldehyd, Undecylaldehyd, Laurinaldehyd,
Tridecylaldehyd, Myristinaldehyd,
Isovaleraldehyd, Pivalaldehyd, Kapronaldehyd,
Heptylaldehyd, Caprylaldehyd, Pelargonaldehyd,
Caprinaldehyd, Undecylaldehyd, Laurinaldehyd,
Tridecylaldehyd, Myristinaldehyd,
Pentadecylaldehyd, Palmitinaldehyd und
Stearinaldehyd handeln.
Stearinaldehyd handeln.
Als Aldehydverbindung können auch aliphatische Dialdehyde, beispielsweise Glyoxal und Succindialdehyd,
benutzt werden. Bei der Aldehydverbindung kann es sich weiterhin um aromatische Aldehyde, beispielsweise
Benzaldehyd, o-, m- und p-Toluylaldehyde,
Salizylaldehyd, «- und J3-Naphthoaldehyde und o-, m-
und p-Anisaldehyde handeln. Bei der Aldehydverbindung kann es sich weiterhin auch um heterocyclische
Aldehyde, beispielsweise Furfural handeln.
Die Alkohol-, Keton- oder Aldehydverbindung wird vorzugsweise in einem Verhältnis von 1 — 1000 Mol-%
verwendet, und zwar bezogen auf die Molmenge des 1,3-Butadiens, das in der Polymerisationsmischung
polmerisiert werden soll. Die physikalischen Eigenschaften, insbesondere der Schmelzpunkt des nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polybutadiene, lassen sich in Abhängigkeit von dem Anteil der in
der Polymerisationsmischung vorhandenen Alkohol-, Keton- oder Aldehydverbindung bestimmen.
Die Alkohol-, Keton- oder Aldehydverbindung wird, bezogen auf die Molmenge der in der Katalysatormischung
vorhandenen Organoaluminiumverbindung, in einem Molverhältnis von insbesondere 10—5000 benutzt.
Der Schwefelkohlenstoff liegt, bezogen auf die Molmenge des in der Polymerisationsmischung zu
polymerisierenden 1,3-Butadiens, in einem Verhältnis von insbesondere 0,001 -1 Mol-% vor.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die aus der Polymerisationsmischung erhaltene Ausbeute an Polybutadien
um se größer, je größer der Anteil des Schwefelkohlenstoffes im Bereich von 0,0005 bis 0,5
Mol-% ist, und zwar bezogen auf die Molmenge des in der Polymerisationsmischung zu polymerisierenden
13-Butadiens. Wenn die Schwefelkohlenstoff menge jedoch zu groß ist, beispielsweise größer als 0,5 Mol-%,
kommt es zu einer Abnahme der Ausbeute an Polymerprodukt.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren führt eine Erhöhung des Mengenanteils der Alkohol-, Keton- oder
Aldehydverbindung relativ zu der 1,3-Butadienmenge, die in der Polymerisationsmischung polymerisiert
so werden soll, zu einer Abnahme des Schmelzpunktes des aus der Polymerisationsmischung erhaltenen Butadienpolymeren.
Die Ausbeute an Polybutadien wird um so größer, je größer der Anteil des Alkohols, Ketons oder Aldehyds
ist, und zwar wenn die Alkohol-, Keton- oder Aldehydverbindung, basierend auf der Molmenge des zu
polymerisierenden 1,3-Butadiens, im Bereich von 0,5-200 Mol-% liegt Die Ausbeute an Polybutadien
wird jedoch geringer, je mehr der Anteil der Alkohol-, Keton- oder Aldehydverbindung über dem Verhältniswert von 200 Mol-% liegt Es ist demzufolge möglich,
ein Polybutadien mit einem erwünschten Schmelzpunkt zwischen etwa 70°C und etwa 21O0C zu erhalten, indem
der Anteil der Alkohol-, Keton- oder Aldehydverbindung relativ zur Molmenge des zu polymerisierenden
13-Butadiens innerhalb bestimmter Werte ausgewählt wird.
Es ist bei üblichen Verfahren zur Herstellung von
Es ist bei üblichen Verfahren zur Herstellung von
Polybutadien durch Polymerisation von 1,3-Butadien in
Gegenwart eines Katalysatorsystems, das aus einer Kobaltverbindung und einer Organoaluminiumverbindung
hergestellt worden ist, bekannt, daß die Zugabe eines Alkohols, Ketons oder Aldehyds zu der Polymerisationsmischung
zu einer Deaktivierung des Katalysatorsystems führt.
Bei den bekannten Verfahren wird demzufolge die Alkohol-, Keton- oder Aldehydverbindung als ein
Polymerisationsunterbrecher eingesetzt. Beim erfindungsgemäßen
Verfahren gilt jedoch die Alkoholverbindung, Ketonverbindung oder Aldehydverbindung
nicht als ein derartiger Polymerisationsunterbrecher. In einigen Fällen kann die Zugabe des Alkohols, Ketons
oder Aldehyds zu einer Verbesserung der Aktivität des Katalysatorsystems führen und damit zu einer Vergrößerung
der Ausbeute an Polybutadien. Es ist weiterhin zu erwähnen, daß der Schmelzpunkt des erhaltenen
Polymerproduktes gesteuert werden kann, indem der Anteil der Alkohol-, Keton- oder Aldehydverbindung,
bezogen auf das in der Polymerisationsmischung vorhandene 1,3-Butadien, eingestellt wird. Ein derartiger
Effekt der Alkohol-, Keton- oder Aldehydverbindung läßt sich nicht aus den bekannten Verfahren
ableiten.
Bei der Herstellung des beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Katalysatorsystems können die
Alkohol-, Keton- oder Aldehydverbindung und der Schwefelkohlenstoff, die mit der Katalysatorlösung
vermischt werden, entweder kleinere Wassermengen enthalten oder wasserfrei sein.
Wenn die Katalysatormischung Wasser enthält, soll die gesamte Wassermenge, bezogen auf die Molmenge
der in der Katalysatormischung vorhandenen Kobaltverbindung, in einem Molverhältnis von 0,01—5000
vorhanden sein.
Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Polymerisationsmischung derart hergestellt,
daß ein Katalysatorsystem angewandt wird, das nach einer der folgenden Methoden erhalten worden ist.
Methode 1
1) Eine Katalysatorlösung wird hergestellt, indem ein Teil der zu polymerisierenden 1,3-Butadieninenge
in einem inerten organischen Lösungsmittel gelöst wird. In dieser Lösung werden dann eine
Kobaltverbindung und eine Organoaluminiumverbindung gelöst.
2) Mit der Katalysatorlösung werden eine Alkohol-, Keton- oder A ldehydverbindung und Schwefelkohlenstoff
gemischt, um die Katalysatormischung herzustellen.
3) Der restliche Teil der zu polymerisierenden 13-Butadienmenge wird in einem inerten organischen
Lösungsmittel gelöst und diese Lösung wird der Katalysatormischung zugemischt, um eine
Polymerisationsmischung zu erhalten, in der die vorgesehene zu polymerisierende 13-Butadienmenge
enthalten ist.
Methode 2
1) Es wird eine Katalysatorlösung hergestellt, indem ein Teil der zu polymerisierenden 13-Butadienmenge
in einem inerten organischen Lösungsmittel gelöst wird. In dieser Lösung werden dann eine
Kobaltverbindung und eine Organoaluminiumverbindung gelöst
2) Zur Herstellung einer Polymerisationsmischung werden die Katalysatorlösung, eine Alkohol-,
Keton- oder Aldehydverbindung und Schwefelkohlenstoff in beliebiger Reihenfolge einer Lösung
-> zugemischt, die aus dem restlichen Teil der zu polymerisierenden Menge des 1,3-Butadiens in
einem inerten organischen Lösungsmittel besteht.
Methode 3
ίο 1) Zur Herstellung einer Katalysatorlösung wird die
gesamte zu polymerisierende 1,3-Butadienmenge in einem inerten organischen Lösungsmittel gelöst. In
dieser Lösung werden eine Kobaltverbindung und eine Organoaluminiumverbindung gelöst.
i) 2) Eine Polymerisationsmischung wird hergestellt,
indem eine Alkohol-, Keton- oder Aldehydverbindung und Schwefelkohlenstoff der Katalysatorlösung
zugemischt werden.
Wenn das Katalysatorsystem die gesamte zu polymerisierende 1,3-Butadienmenge und die gesamte
Menge an inertem organischen Lösungsmittel, das in der Polymerisationsmischung vorhanden sein soll,
enthält, d. h. wenn gemäß der Methode 3 gearbeitet wird, wird die Katalysatorsystemmischung als Polymerisationsmischung
ohne weiteren Zusatz verwendet. Wenn das Katalysatorsystem jedoch nur einen Teil der
insgesamt zu polymerisierenden 1,3-Butadienmenge und einen Teil der in der Polymerisationsmischung
Jo erforderlichen Menge an inertem organischen Lösungsmittel enthält, werden die restlichen Mengen an
1,3-Butadien und an inertem organischen Lösungsmittel zur Herstellung der Polymerisationsmischung mit dem
Katalysatorsystem gemischt
Die zu polymerisierende 1,3-Butadienmenge liegt vorzugsweise, bezogen auf das Gewicht des inerten
organischen Lösungsmittels, in der Polymerisationsmischung, in einer Menge von 2 — 30% vor. Das der
Polymerisationsmischung zugesetzte zusätzliche inerte organische Lösungsmittel kann entweder das gleiche
Lösungsmittel sein wie in dem Katalysatorsystem oder es kann ein anderes Lösungsmittel verwendet werden.
Das der Polymerisationsmischung zusätzlich zugesetzte Lösungsmittel ist jedoch vorzugsweise von der gleichen
Art wie das Lösungsmittel der Katalysatorlösung.
Die Polymerisation des 1,3-Butadiens erfolgt bei einer
Temperatur von vorzugsweise 5 bis 50° C. Die Polymerisation kann entweder bei Normaldruck oder
bei Überdruck stattfinden.
so Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Polybutadien ist im wesentlichen Umfang, d h. zu
80 Gew.-% oder mehr von syndiotaktischer 1 ^-Struktur. Das Infrarotabsorptionsspektrum des nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polybutadiens hat eine beträchtliche Absorption bei 660 cm-'
(siehe F i g. 2). Diese Absorption ist charakteristisch für die syndiotaktische 1 ^-Struktur. Wie bereits erwähnt
macht es das erfindungsgemäße Verfahren möglich, Polybutadiene mit bestimmten Schmelzpunkten herzustellen,
indem die Konzentration der Alkohol-, Keton- oder Aldehydverbindung in der Katalysatormischung
verändert wird. Allgemein kann gesagt werden, daß, je niedriger der Schmelzpunkt des Polybutadiens ist um so
größer ist seine Löslichkeit in einem organischen Lösungsmittel, beispielsweise in heißem Benzol. So hat
beispielsweise ein Polybutadien mit einem Schmelzpunkt von 189° C eine geringe Löslichkeit von weniger
als 10% in heißem Benzol bei einer Temperatur von
12
80°C. Im Vergleich dazu kann ein anderes Polybutadien
mit einem Schmelzpunkt von 155°C vollständig in heißem Benzol bei einer Temperatur von 800C
aufgelöst werden.
In den folgenden Beispielen wurde der in dem Polybutadien vorhandene Anteil mit 1,2-Struktur durch
Messung der kernmagnetischen Resonanz bestimmt, wobei eine übliche Verfahrensweise angewendet wurde.
Der Schmelzpunkt des Polybutadiens wurde angegeben durch eine Spitzentemperatur einer Wärmeabsorptionskurve,
die von einem Differentialabtastkalorimeter herrührte, und die reduzierte spezifische Viskosität des
Polybutadiens wurde in einer Tetrahydronaphthalinlösung bestimmt, die 0,15 g/100 ml des Polybutadiens bei
einer Temperatur von 135° C enthält, wobei die
reduzierte spezifische Viskosität angegeben ist i/sp/C
Beispiele 1 bis 11
und Vergleichsversuch A
und Vergleichsversuch A
In jedem dieser Beispiele wurde eine Polymerisationsmischung in der folgenden Weise hergestellt:
In einer Glasflasche mit einer Kapazität von 2000 ml wurde die Luft durch Stickstoffgas ersetzt In die
Flasche wurden dann 760 ml dehydratisiertes Benzol eingefüllt, das 1,0 Millimol Wasser enthielt und in dem
74 g 1,3-Butadien gelöst waren. Die Benzollösung wurde mit 1 Millimol Kobaltoktoat gemischt, das sich in einer
Benzollösung befand, die 0,1 Millimol/ml des Kobaltoktoats
enthielt Eine Minute nach Herstellung dieser Mischung wurden 2 Millimol Triäthylaluminium, das sich
in einer Benzollösung befand, die 1 Millimol/ml des Triäthylaluminiums enthielt der Mischung zugesetzt
und die Mischung wurde 1 Minute lang umgerührt, um
die Katalysatorlösung A zu erhalten.
Danach wurde Methylalkohol in der in Tabelle I angegebenen Menge der Katalysatorlösung zugesetzt 1
Minute später wurden 0,6 Millimol Schwefelkohlenstoff in einer Benzollösung, die 0,3 Millimol/ml Schwefelkohlenstoff
enthielt, der Mischung zugemischt. Die resultierende Polymerisationsmischung wurde 60 Minuten lang
bei einer Temperatur von 3O0C umgerührt, um das 1,3-Butadien zu polymerisieren.
Um das Polybutadien abzuscheiden und auszufällen wurden der Polymerisationsmischung 1000 ml einer
Methylalkohollösung zugesetzt, die 0,74 g Phenyl-/?-
Naphthylamin enthielt, und 7,5 g einer wäßrigen Lösung, die 30 Gew.-% Schwefelsäure enthielt Das auf
diese Weise ausgeschiedene Polymere wurde mit Methylalkohol gewaschen und bei Raumtemperatur
getrocknet Das getrocknete Polymere lag insgesamt in Pulverform vor. Tabelle I zeigt die Ausbeute, die
reduzierte spezifische Viskosität und den Schmelzpunkt des Polymeren und außerdem den im Polymeren
vorhandenen Anteil an 1,2-Struktur. Die MikroStruktur des Polymeren gemäß Beispiel 5 wurde durch
Infrarotabsorptionsspektralanalyse bestimmt wobei eine KBr-Tablettenmethode benutzt wurde. Das Infrarotabsorptionsspektrum
des Polymeren ist in Fig.2 wiedergegeben. Es wurde festgestellt daß das Spektrum
eine wesentliche Absorptionsspitze bei 660 cm -' hat was charakteristisch ist für die syndiotaktische
1,2-Struktur.
Bei Vergleichsversuch A wurde die gleiche Verfahrensweise wiederholt wie bei Beispiel 1, wobei jedoch
kein Methylalkohol benutzt wurde.
Die Ergebnisse sind in Tabelle I wiedergegeben.
Tabelle 1 | Polymerisations mischung M ethylal koholm enge |
Polymeres Ausbeute |
Anteil an 1,2-Struktur |
Schmelzpunkt | Reduzierte spez. Viskosität |
Beispiel Nr. bzw. Vergieichsversuch |
(Millimol) | (%) | (%) | ( C) | . ('/sp/Q |
0 | 63 | 99 | 195 | 0,95 | |
A | 10 | 72 | 99,2 | 192 | 0,96 |
1 | 40 | 75 | 98,0 | 189 | 0,94 |
2 | 120 | 78 | 97,0 | 183 | 0,76 |
3 | 300 | 85 | 95,4 | 173 | 0,82 |
4 | 500 | 97 | 93,6 | 155 | 0,78 |
5 | 700 | 82 | 92,6 | 146 | 0,80 |
6 | 1000 | 100 | 89,4 | 127 | 0,91 |
7 | 1500 | 100 | 88,5 | 123 | 0,82 |
8 | 2500 | 82 | 86,9 | 115 | 0,99 |
9 | 5000 | 50 | 85,5 | 110 | 1,06 |
10 | 10000 | 16 | 84,7 | 107 | 1,05 |
11 | |||||
Beispiele 12 bis 41
Bei diesen Beispielen wurde die gleiche Verfahrensweise wie im Beispiel 5 wiederholt wobei jedoch an Stelle
von Methylalkohol die in Tabelle II angegebenen Alkohole benutzt wurden. Die
Eigenschaften der Polymeren
wiedergegeben.
Eigenschaften der Polymeren
wiedergegeben.
Ausbeuten und die sind in Tabelle II
13 | 24 45 | 776 | Anteil an | 14 | Reduzierte spez. | |
1,2-Struktur | Viskosität | |||||
TabeUe II | Polymerisaiionsmischung | (%) | ('/sp/Q | |||
Beispiel Nr. | Alkohol | Polymeres | 91,3 | Schmelzpunkt | 0,93 | |
Ausbeute | 96,0 | |||||
91,5 | (O | 1,02 | ||||
Äthylalkohol | (%) | 97,2 | 170 | 0,96 | ||
12 | n-Propylalkohol | 73 | 97,1 | 174 | 0,96 | |
13 | n-Butylalkohol | 90 | 97,6 | 175 | ||
14 | sek-Butylalkohol | 57 | 97,2 | 184 | ||
15 | I sobuty !alkohol | 67 | 95,5 | 179 | 0,89 | |
16 | Allylalkohol | 38 | 99,0 | 180 | 1,03 | |
17 | Furfurylalkohol | 77 | 92,0 | 187 | ||
18 | n-Amylalkohol | 52 | 98,0 | 174 | 0,89 | |
19 | sek-Amylalkohol | 79 | 97,8 | 179 | 1,10 | |
20 | Isoamylalkohol | 52 | 90,2 | 167 | ||
21 | Glyzerin | 75^ | 91,2 | 189 | 0,89 | |
22 | Äthylenglykol | 65 | 91,8 | 188 | 0,97 | |
23 | Triäthylenglykol | 57 | 98,4 | 165 | 0,82 | |
24 | Propylenglykol | 89 | 95,4 | 184 | 0,63 | |
25 | 1,3-Butandiol | 73 | 95,7 | 165 | 0,80 | |
26 | 1,6-Hexandiol | 87 | 183 | |||
27 | 1,10-Decandiol | 83 | 96,0 | 185 | ||
28 | Äthylenglykol | 51 | 96,7 | 158 | ||
29 | mono-n-Butyläther | 100 | 98,5 | |||
Äthylenglykol-monoäthyläther | 96,6 | 161 | 0,85 | |||
30 | 1,1,1-tris-Hydroxypropan | 72 | 94,3 | 186 | ||
31 | 1,2,6-Hexantriol | 44 | 93,5 | 189 | ||
32 | Benzylalkohol | 48 | 94,3 | 177 | ||
33 | Triphenyl Carbinol | 88 | 95,2 | 159 | ||
34 | n-Hexanol | 50 | 95,7 | 175 | ||
35 | 2-Äthylbutylalkohol | 55 | 94,4 | 176 | ||
36 | n-Heptylalkohol | 64 | 98,0 | 177 | ||
37 | 2-Octylalkohol | 51 | 95,6 | 185 | ||
38 | 2-Äthylhexylalkohol | 79 | 178 | |||
39 | n-Decylalkohol | 75 | 175 | :#» anoAwanHf uric | ||
40 | Laurylalkohol | 51 | 169 | |||
41 | Beispiel 42 | 59 | Beispiel 43 | |||
und Vergleichsversuch B | »inh*» Vprfalirpncufiiii | |||||
Es wurden die gleichen Verfahrensweisen wiederholt wie im Beispiel 5, jedoch mit der Ausnahme, daß an
Stelle von Kobaltoktoat 1 Millimol Kobaltacetylacetonat benutzt wurde. Das Polymere wurde mit einer
Ausbeute von 74% erhalten und hatte einen Schmelzpunkt von 156° C. Der Anteil der 1,2-Struktur betrug
93,5% und die reduzierte spezifische Viskosität lag bei 0,73 ijsp/C.
Beim Vergleichsversuch B wurde in der gleichen Weise verfahren wie beim Beispiel 42, wobei jedoch
kein Methylalkohol benutzt wurde. Das auf diese Weise hergestellte Polybutadien wurde in einer Ausbeute von
61,3% erhalten und hatte einen Schmelzpunkt von 195°C, einen Anteil an 1,2-Struktur von 98,8% und eine
reduzierte Viskosität von 0,85 f/sp/C.
im Beispiel 5, wobei jedoch Kobaltoktoat in einer Menge von 0,1 Millimol anstatt von 1 Millimol benutzt
wurde. Das Polymere hatte einen Schmelzpunkt von 159°C, wobei ein Anteil der 1,2-Struktur von 92,7% bei
einer Ausbeute von 84% erhalten wurde.
Beispiel 44
und Vergleichsversuch C
und Vergleichsversuch C
Es wurden die gleichen Verfahrensweisen wiederholt wie im Beispiel 5, wobei die Polymerisation bei 5°C
stattfand und nicht bei 3O0C. Das resultierende hr>
Polymerprodukt wurde in einer Ausbeute von 51% erhalten und hatte einen Schmelzpunkt von 162°C,
einen Anteil der 1,2-Struktur von 93,0% und eine reduzierte spezifische Viskosität von 2,34 τ/sp/C.
Vergleichsversuch C entsprach dem Beispiel 44, wobei jedoch kein Methylalkohol benutzt wurde. Das
resultierende Polymerprodukt wurde in einer Ausbeute von 22,4% erhalten und hatte einen Schmelzpunkt von
203°C, einen Anteil an 1,2-Struktur von 98,7% und eine
reduzierte spezifische Viskosität von 2,1 jjsp/C.
Beispiele 45 bis 49
Bei den Beispielen 45 bis 48 wurde in der folgenden Weise verfahren. Aus einer Glasflasche mit einer
Kapazität von 2000 ml wurde die Luft abgezogen und durch Stickstoff ersetzt, und es wurden 74 g 1,3-Butadien
in 760 cm3 dehydratisiertem Benzol gelöst Ein Teil der Benzollösung des 1,3-Butadiens wurde in der in
Tabelle III angegebenen Menge aus der 2000-ml-Flasche
herausgenommen und dieser Teil wurde mit etwa 10 ml Benzol gemischt, das aus einer Glasflasche mit
einer Kapazität von 1000 ml genommen wurde, deren Luftinhalt durch Stickstoffgas ersetzt worden war.
Nachdem sich die Mischung 1 Minute in der Flasche befand, wurden 0,25 Milliniol Kobaltoktoat in einer
Benzollösung, die 0,1 Millimol/ml Kobaltoktoat enthielt,
der Lösung in der 1000-ml-Flasche zugesetzt, und 1
Minute danach wurden 0,5 Millimol Triäthylaluminium, das in Benzol in einer Konzentration von 1 Millimol/ml
gelöst war, der Mischung zugesetzt, um eine Katalysatorlösung herzustellen.
Zur Herstellung einer Poiymerisationsmischung wurden
125 Millimol Methylalkohol der restlichen Lösung -, in der 2000-ml-Flasche zugesetzt, aus der ein Teil der
Benzollösung entnommen worden war, und 1 Minute nach diesem Zusatz wurde der Inhalt der 1000-ml-Flasche
mit dem Inhalt der 2000-ml-Flasche gemischt; 1 Minute nach diesem Vermischen wurden 0,15 Millimol
ίο Schwefelkohlenstoff, der in Benzol mit einer Konzentration
von 03 Millimol/ml gelöst war, der Mischung zugesetzt. Die Polymerisationsmischung wurde 60
Minuten lang bei einer Temperatur von 30°C umgerührt, um das 1,3-Butadien zu polymerisieren. Um das
π Polymere abzutrennen, wurde die Polymerisationsmischung
in der gleichen Weise behandelt wie im Beispiel 1. Die Ergebnisse sind in Tabelle III wiedergegeben.
Beim Beispie! 49 wurde die gleiche Verfahrensweise angewandt wie im Beispiel 45, wobei jedoch der
jo Methylalkohol, das Kobaltoktoat, das Triäthylaluminium
und der Schwefelkohlenstoff jeweils in der vierfachen Menge benutzt wurden wie im Beispiel 45.
Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle III wiedergegeben.
Tabelle III |
Poiymerisationsmischung (Millimol)
Methyl- Katalysatorlösung alkohol 1,3- Kobalt- Butadien oktoat |
2 | 0,25 | Triäthyl aluminium |
Schwefel
kohlenstoff |
Polymeres
Ausbeute |
Anteil an
1,2-Struktur |
Schmelz
punkt ( C) |
Beispiel Nr. |
125 | 20 | 0,25 | 0,5 | 0,15 | 32 | 97,3 | 185 |
45 | 125 | 100 | 0,25 | 0,5 | 0,15 | 34 | 97,2 | 183 |
46 | 125 | 200 | 0,25 | 0,5 | 0,15 | 30 | 97,5 | Ί85 |
47 | 125 | 2 | 1 | 0,5 | 0,15 | 29 | 96,9 | 186 |
48 | 500 | 2 | 0,6 | 100 | 92,8 | 157 | ||
49 | ||||||||
B e i s ρ i e I e 50 bis 54
Es wurden die gleichen Verfahrensweisen angewandt wie im Beispiel 49, jedoch mit der Ausnahme, daß eine
Katalysatorlösung in einer 1000-ml-Flasche hergestellt wurde, wobei ein Teil des 1,3-Butadien enthaltenden
Benzols in der in Tabelle IV angegebenen Menge benutzt wurde. Die Katalysatorlösung wurde mit 500
Millimol Methylalkohol gemischt und diese Mischung
wurde 1 Minute später mit 0,6 Millimol Schwefelkohlenstoff vermischt, der mit einer Konzentration von 0,3
Millimol/ml in Benzol gelöst war. Die auf diese Weise erhaltene Mischung wurde dann der restlichen 1,3-Buta-
-,0 dien-Benzollösung in der 2000-ml-Flasche zugesetzt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle IV enthalten.
Beispiel | Poiymerisationsmischung (Millimol) | oktoat | Triäthyl | Methyl | Schwefel | Polymeres | Anteil an | Schmelz |
Nr. | 1 | aluminium | alkohol | kohlenstoff | 1,2-Struktur | punkt | ||
1 | 2 | Ausbeute | ||||||
Kalalysatorlösung | 1 | 2 | ( C) | |||||
1 | 2 | 500 | 0,6 | 93,4 | 162 | |||
1 | 2 | 500 | 0,6 | (%) | 93,1 | 162 | ||
50 | 1,3-Butadien Kobalt- | 2 | 500 | 0,6 | 50 | 91,9 | 160 | |
51 | 500 | 0,6 | 51 | 92,4 | 160 | |||
52 | 20 | 500 | 0.6 | 62 | 93.3 | 162 | ||
53 | 100 | 82 | ||||||
54 | 200 | 82 | ||||||
500 | ||||||||
1000 |
Es wurde in der gleichen Weise verfahren wie im Beispiel 49, wobei jedoch 500 Millimol Methylalkohol,
0,6 Millimol Schwefelkohlenstoff und eine Katalysatorlösung, die 20 Millimol 1,3-Butadien enthielt, in der
angegebenen Reihenfolge der restlichen sich in der 2000-mI-Flasche befindlichen Benzollösung des 1,3-Butadiens
zugesetzt wurden. Es wurde ein Polymeres mit einer Ausbeute von 88% und einem Schmelzpunkt von i<
> 1450C und einem Anteil der 1,2-Struktur von 88%
erhalten.
Vergleichsversuche D bis H
Bei jedem dieser Vergleichsversuche wurde eine als ι > »Lösung M« bezeichnete Lösung aus 74 g 1,3-Butadien
in 760 ml dehydratisiertem Benzol, eine als »Lösung Co« bezeichneje Lösung von 1 Millimol Kxtbaltoktoat in
10 ml 3enzol, eine als »Lösung Al« bezeichnete Lösung von 2 Millimol Triäthylaluminium in 2 ml Benzol, 500
Millimoi als »Alkohol« bezeichneter Methylalkohol und
eine als »Lösung CS2« bezeichnete Lösung von 0,6 Millimol Schwefelkohlenstoff in 2 ml Benzol gesondert
zubereitet und in der in Tabelle V angegebenen Reihenfolge in Zeitintervallen von jeweils 1 Minute
einander zugemischt, um eine Polymerisationsmischung zu erhalten. Die Polymerisationsmischung wurde 60
Minuten lang bei einer Temperatur von 3O0C umge-Tabelle
VI
rührt Bei keinem der Vergleichsversuche wurde ein Polymeres erhalten.
Ver- Reihenfolge des Zumischens der Katalysator-
gleichs- komponenten
versuche
12 3 4 5
D | M | Co | Alkohol | Al | CS, |
E | M | CS, | Al | Alkohol | Co |
F | Co | Al | Cs, | Alkohol | M |
G | Al | Alkohol | Co | CS, | M |
H | Co | Al | Alkohol | CS, | M |
Bei den oben angegebenen Mischreihenfolgen wurde keine Katalysatorlösung zubereitet. Dies führte dazu,
daß kein Polymeres erzeugt wurde.
Beispiele 56 bis 64
und Vergleichsversuch I
und Vergleichsversuch I
Bei jedem dieser Beispiele wurden die gleichen Verfahrensweisen angewandt wie im Beispiel 1, wobei
jedoch an Stelle von Methylalkohol Acetcn in den in Tabelle VI angegebenen Mengen benutz; wurde. Die
Ergebnisse sind in Tabelle Vl enthalten.
Beispiel Nr. | Polymerisations mischung |
Polymeres | Beispiele | Anteil an | Schmelzpunkt | Reduzierte |
Aceton | Ausbeute | 1,2-Struktur | spez. Viskosität |
|||
(%) | ( C) | O/Sp/C) | ||||
(Millimo!) | (%) | 99,3 | 192 | 0,95 | ||
I 56 | 10 | 71 | 98,0 | 191 | 0,98 | |
57 | 40 | 64 | 96,8 | 183 | 0,85 | |
58 | 120 | 58 | 93,6 | 158 | 0,87 | |
i 59 | 500 | 93 | 89,5 | 141 | 0,81 | |
) 60 | 1000 | 100 | 89,1 | 135 | 0,97 | |
I 61 | 1500 | 100 | 88,0 | 115 | 1,08 | |
I 62 | 2000 | 100 | 83,8 | 97 | 1,31 | |
ΐ 63 | 5000 | 100 | 82,7 | 86 | 0,97 | |
64 | 10000 | 75 | 65 bis 73 | |||
Bei jedem dieser Beispiele wurde die Verfahrensweise von Beispiel 59 wiederholt, wobei jedoch an Stelle des
Acetons Ketonverbindungen der in Tabelle VII angegebenen Form verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in
Tabelle VII enthalten.
i | Tabelle VII | l'olynicrisa'.ionsmischung | Polymeres | Anteil an | Schmelzpunkt | Reduzierte |
i | Heispiel Nr. | Kctenart | Ausbeule | 1,2-Slruklur | spez. Viskosität | |
I | ("/.) | ( O | (i,sp/C) | |||
(%) | 92,5 | 163 | 0,85 | |||
Methylüthylke-ton | 54 | 94,9 | 165 | 1,01 | ||
65 | Acetophenon | 93 | 98,9 | 188 | 0.81 | |
66 | Acetylaceton | 30 | ||||
67 | ||||||
19 | 24 45 | 776 | 20 | I | Reduzierte | |
spez. Viskosität | ||||||
Fortsetzung | Polymerisationsmischung | ■ | <</sp/C) | |||
Beispiel Nr. | Ketonart | Polymeres | Schmelzpunkt | 0,90 | ||
Ausbeute | Anteil an | 0,88 | ||||
1,2-Struktur | ( C) | 0,86 | ||||
Methylisobutylketon | <%) | (%) | 177 | 1,12 | ||
68 | 2-Pentanon | .■6 | 98,4 | 185 | 0,86 | |
69 | Diisobutylketon | 59 | 97,6 | 187 | 0,89 | |
70 | 2-Hexanon | 30 | 99,0 | 164 | ||
71 | Benzophenon | 92 | 90,0 | 177 | ||
72 | Cyclohexanon | 100 | 98,2 | 137 | ||
73 | 100 | 94,0 | ||||
Beispiele 74 und 75
Es wurde in der gleichen Weise verfahren wie im Beispiel 39, wobei jedoch an Stelle von Kobaitoktoat
Kobaltacetylacetonat (Beispiel 74) bzw. ein Kobalt-Dichlorid-Dipyridinkomplex
(Beispiel 75) benutzt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle VIII enthalten.
Tabelle | VIII | Anteil an 1,2-Struktur |
Schmelz punkt |
Reduzierte spez. Viskosität |
Beispiel | Polymeres | ("A) | ( C) | (i.sp/C) |
Ausbeute | 93,4 93,5 |
156 162 |
0,73 1,03 |
|
(%) | ||||
74 75 |
47 50 |
|||
Beispiele 76 und 77
Beim Beispiel 76 wurde die Verfahrensweise von Beispiel 59 wiederholt, wobei jedoch die Polymerisationsmischung
in der folgenden Weise hergestellt wurde: Luft wurde aus einer Glasf.asche mit einer
Kapazität von 2000 ml abgesaugt und die Flasche wurde mit Stickstoffgas gefüllt. In der Flasche wurden 74 g
1,3-Butadien in 760 ml dehydratisiertem Benzol gelöst.
Ein Teil der Benzollösung, die 20 Millimol 1,3-Butadien enthielt, wurde aus der 2000-ml-Flasche herausgenommen
und mit etwa 10 ml Benzol in einer 1000-ml-Glasflasche
gemischt, in der die Luft durch Stickstoffgas ersetzt worden war. Die Mischung wurde 1 Minute lang
in dieser Flache gehalten und danach mit 1 Millimol Kobaitoktoat gemischt, welches fn einer Benzollösung
mit einer Konzentration von 0,1 Millimol/ml enthalten
war; anschließend wurden nach einem Zeitraum von 1 Minute 2 Millimol Triäthylaluminium zugemischt, das
sich in einer Benzollösung mit einer Konzentration von 1 Millimol/ml befand. Auf diese Weise wurde eine
Katalysatorlösung erhalten. Mit der restlichen Benzollösung des 1,3-Butadiens in der 2000-ml-Flasche wurden
500 Millimol Aceton vermischt und nach einer Zeitdauer
in von 1 Minute wurden dieser Mischung 0,6 Millimol
Schwefelkohlenstoff zugemischt, das sich in einer Benzollösung mit einer Schwefelkohlenstoffkonzentration
von 0,3 Millimol/ml befand. Die auf diese Weise hergestellte Polymerisationsmischung wurde 60 Minu-
j> ten lang bei einer Temperatur von 300C umgerührt, um
das 1,3-Butadien polymerisieren zu lassen. Die Ergebnisse sind in Tabelle IX wiedergegeben.
Beim Beispiel 77 wurde in der gleichen Weise verfahren wie im Beispiel 76, wobei die Katalysatorlösung
gemäß Beispiel 76 mit 500 Millimol Aceton vermischt wurde und anschließend nach einer Minute
mit 0,6 Millimol Schwefelkohlenstoff in einer Benzollösung mit einer Schwefelkohlenstoffkonzentration von
0,3 Millimol/ml, um eine Katalysatormischung herzu-
4"i stellen; diese Katalysatormischung wurde der restlichen,
in der 2000-ml-Flasche vorhandenen Benzollösung des 1,3-Butadiens zugesetzt, um eine Polymerisationsmischung
zu bilden. Die Ergebnisse sind in Tabelle IX wiedergegeben.
Tabelle IX | Reihenfolge | des /umischens | der Katalysatorkomponenlcn | 4 | Polymeres | Anteil an | Schmelz |
Beispiel | CS, | Ausbeute | 1,2-Struktur | punkt | |||
M | (%) | ( Cj | |||||
I | 2 | 3 | (%) | 93,0 | 157 | ||
M | Azeton | B | 81 | 92,5 | 156 | ||
76 | B | Azeton | CS, | 60 | |||
77 | |||||||
In dieser Tabelle repräsentiert M die restliche Benzollösung der 1,3-Struktur, B die Katalysatorlösung und
CS, den Schwefelkohlenstoff.
Beispiele 78 bis 84
Bei jedem dieser Beispiele wurde die gleiche Verfahrensweise angewandt wie im Beispiel 59, wobei an Stelle
von 500 Viillimol Aceton p-Anisaldehyd in der in Tabelle X angegebenen Menge benutzt wurde. Die [•Ergebnisse
sind in Tabelle X wiedergegeben.
Beispiel
Nr.
Nr.
Polymerisation·; mischung
Menge an
p-Anisaldehyd
p-Anisaldehyd
(Millimolc)
Polymeres Ausbeute
Anteil an 1,2-Slruklur
Schmelzpunkt | Reduzierte |
spez. | |
Viskosität | |
( Π | ( -,sp/C) |
169 | 1,08 |
139 | 0,95 |
97 | 1,32 |
95 | 1,25 |
93 | 1,53 |
93 | 1,41 |
90 | 1,37 |
78
79
80
81
82
83
84
79
80
81
82
83
84
200
500
1000
3 800
5000
10000
85 | 95,0 |
100 | 94,5 |
100 | 89,6 |
100 | 85.5 |
55 | 80,0 |
30 | 80,0 |
20 | 78,0 |
B e i s ρ i e I e 85 bis 90 |
Bei jedem dieser Beispiele wurde die Verfahrensweise gemäß Beispiel 80 wiederholt, wobei an Stelle von
p-Anisaldehyd die in Tabelle XI genannten Aldehydverbindungen benutzt wurden. Die in diesen Fällen erzeugten
Polymeren hatten die in Tabelle Xl angegebenen Eigenschaften.
Tabelle XI | Polymerisations | Polymeres | Anteil an | Schmelzpunkt | Reduzierte |
Beispiel | mischung | 1.2-Struktur | spez. | ||
Nr. | Art der Verbindung | Ausbeute | Viskosität | ||
(%) | ( C) | ( </Sp/C) | |||
95,0 | 180 | 0,85 | |||
(%) | 92,7 | 169 | 0,97 | ||
Formaldehyd | 20 | 84,7 | 149 | 0,90 | |
85 | Acetaldehyd | 30 | 87,5 | 155 | 0,88 |
86 | Benzaldehyd | 50 | 93,6 | 142 | 0,98 |
87 | n-Butyraldehyd | 100 | 91,5 | 161 | 0,95 |
88 | Furfural | 80 | |||
89 | n-Dodecylaldehyd | 50 | |||
90 | |||||
Beim Beispiel 85 wurde Formaldehyd in Form einer wäßrigen Lösung mit einer Formaldehydkonzentration
von 37 Gew.-% benutzt. so
Es wurde die Verfahrensweise gemäß Beispiel 76 wiederholt, wobei an Stelle von 500 Millimol Aceton
10 000 Millimol Cyclohexanon benutzt wurden. Es wurde ein Polymeres mit einer Ausbeute von 97% und
einem Anteil an 1 ^-Struktur von 75,0% und einem Schmelzpunkt von 74° C erhalten.
Es wurde die gleiche Verfahrensweise wiederholt wie im Beispiel 76, wobei an Stelle von 500 Millimol Aceton
5000 Millimol p-Anisaldehyd eingesetzt wurden. Es wurde ein Polymeres mit einer Ausbeute von 40%
erhalten und einem Schmelzpunkt von 94° C
65
Beispiele 93 bis 96
Bei jedem dieser Beispiele wurde die gleiche Verfahrensweise angewandt wie im Beispiel 56, wobei
jedoch die Polymerisationsmischung in der folgenden Weise zubereitet wurde: In einer 2000-ml-Glasflasche,
in der die Luft gegen Stickstoffgas ausgetauscht worden war, wurden 74 g 1,3-Butadien in 760 ml dehydratisiertem
Benzol gelöst Dieser Lösung wurde Triäthylaluminium in Form einer Benzollösung mit einer Triäthylaluminiumkonzentration
von 1 Millimoi/ml mit der in
Tabelle XII angegebenen Menge zugesetzt
Nach einem Zeitraum von 1 Minute wurde dieser Mischung zur Herstellung einer Katalysatorlösung 1
Millimol Kobaltoktoat in Form einer Benzollösung mit einer Konzentration von 0,1 Millimol/ml zugesetzt 1
Minute nach Beendigung dieser Zubereitung wurden an Stelle von 10 Millimol Aceton 500 Millimol einer Keton-
oder Aldehydverbindung (siehe Tabelle XII) mit der Katalysatorlösung gemischt; 1 Minute später wurden
dieser Mischung 0,6 Millimol Schwefelkohlenstoff in Form einer Benzollösung mit einer Schwefelkohlenstoffkonzentration
von 03 Millimol/ml zugesetzt
Die erhaltenen Polymeren hatten die in Tabelle XII wiedergegebenen Eigenschaften.
Beispiel | Polymerisalionsmischung | Art der Keton- oder Aldehyd verbindung |
Polymeres | Anteil an 1,2-Struktur |
Schmelzpunkt | Reduzierte spez. Visko sität |
Nr. | Triäthylalu miniummenge |
Ausbeute | (%) | ( C) | ('/ sp/C) | |
(Millimol) | (%) | |||||
1,0
1,5
1,0
1,5
1,5
1,0
1,5
Aceton | 25 |
Aceton | 77 |
p-Anisaldehyd | 54 |
p-Anisaldehyd | 100 |
92
92
92
91
92
92
91
157
157
155
150
157
155
150
0,87
0,82
U7
1,24
0,82
U7
1,24
Vergleichsversuche J bis N
Bei jedem dieser Vergleichsversuche wurden wie im Vergleichsversuch D die gleichen Komponenten M, Co,
Al und CS2 getrennt zubereitet, und diese Komponenten
und 500 Millimol Aceton wurden zur Herstellung einer Polymerisationsmischung in Zeitabständen von jeweils
1 Minute in der in Tabelle XIII angegebenen Reihenfolge miteinander vermischt. Die Mischung
wurde 60 Minuten lang bei einer Temperatur von 3O0C umgerührt. Es ließ sich keine Bildung eines Polymeren
beobachten.
Tabelle | XlII | Co | Zumischens 3 |
der Katalysator- 4 5 |
CS2 |
Ver- gleichs- ver- suc he |
CS2 | Aceton | Al | Co | |
J | Reihenfolge des komponenten 1 2 |
Al | Al | Aceton | M |
K | M | Aceton | CS2 | Aceton | M |
L | M | Al | Co | CS2 | M |
M | Co | Aceton | CS2 | ||
N | Al | ||||
Co |
Beispiele 97 bis 105 und Vergleichsversuch O
Bei jedem der Beispiele 97 bis 105 wurde eine Polymerisationsmischung in der folgenden Weise
hergestellt: In einer 2000-ml-Flasche wurde die atmosphärische Luft durch Stickstoffgas ersetzt, bevor
74 g 1,3-Butadien in 760 ml dehydratisiertem Benzol, das
1,0 Millimol Wasser enthielt, gelöst wurden. Dieser Lösung wurden 3 Millimol Triäthylaluminium zugemischt.
Die Mischung wurde 1 Minute lang umgerührt.
Die zugesetzte Triäthylaluminiummenge befand sich im Zustand einer Benzollösung, die 0,1 Millimol/ml
Triäthylaluminium enthielt. Dieser sich in der 2000-ml-Flasche befindenden Mischung wurden danach 1
Millimol Kobaltoktoat in Form einer Benzollösung mit einer Kobaltoktoatkonzentration von 0,1 Millimol/ml
zugemischt, und die auf diese Weise zubereitete Mischung wurde zur Bildung einer Katalysatorlösung 1
Minute lang umgerührt. Der sich in der 2000-ml-Flasche befindenden Katalysatorlösung wurde Methylalkohol in
der in Tabelle XIV wiedergegebenen Menge zugemischt, und die Mischung wurde 1 Minute lang
umgerührt. Danach wurden 0,6 Millimol Schwefelkohlenstoff in Form einer Benzollösung, die 0,3 Millsmol/ml
Schwefelkohlenstoff enthielt, der Flasche zugesetzt, und die auf diese Weise zubereitete Polymerisationsmischung
wurde 60 Minuten lang bei einer Temperatur von 300C umgerührt, um das 1,3-Butadien polymerisieren
zu lassen. Der Polymerisationsmischung wurden dann 1000 ml einer Methylalkohollösung zugesetzt, die
0,74 g Phenyl-/?-Naphthylamin und 7,5 g einer 30%igen
Schwefelsäure enthielt, um das Polymere aus der Polymerisationsmischung abzutrennen und zu entfernen.
Das Polymere wurde mit Methylalkohol gewaschen und bei Raumtemperatur getrocknet. Das getrocknete
Polymere lag insgesamt in Pulverform vor. Tabelle XIV gibt die Ausbeuten an Polymeren, den Anteil der
1,2-Struktur in dem Polymeren sowie den Schmelzpunkt und die reduzierte spezifische Viskosität des Polymeren
wieder.
Beispiel Nr. |
Zugesetzte Methyl alkoholmenge |
Ausbeuten an Polymeren! |
Anteil an 1,2-Struktur |
Schmelzpunkt | Reduzierte ^ spez. I Viskosität | |
(Millimol) | (Gew.-%) | (%) | (O | ('/sp/C) § | |
97 | 10 | 71 | 98,7 | 193 | 0,97 I |
98 | 40 | 74 | 98,0 | 190 | 0,95 I |
99 | 120 | 77 | 98,2 | 185 | 0,80 I |
100 | 500 | 84 | 94,0 | 167 | 0,84 S |
101 | 1000 | 98 | 91,7 | 141 | 0,92 I |
102 | 1500 | 99 | 89,4 | 129 | 0,85 I |
103 | 2000 | 80 | 87,6 | 120 | 0,93 2 |
104 | 5000 | 52 | 85,3 | 109 | 1,07 I |
105 | 10000 | 15 | 84,9 | 108 | 1,05 I |
Beispiele 106 bis 122
Bei jedem der Beispiele 106 bis 122 wurde die gleiche Verfahrensweise wie gemäß Beispiel 100 angewandt,
wobei jedoch an Stelle von Methylalkohol die in Tabelle XV aufgeführten Alkohole benutzt wurden. Hie Ergebnisse
sind ebenfalls in Tabelle XV wiedergegeben.
Tabelle XV | Art des zugesetzten | Ausbeute an | Anteil an | Schmelzpunkt | Reduzierte |
Beispiel | Alkohols | Holymerem | 1,2-Struktur | spez. | |
Nr. | Viskosität | ||||
(%) | (%) | ( O | ( ', sp/C) | ||
Äthylalkohol | 75 | 88,6 | 169 | 0,91 | |
106 | n-Propylalkohol | 86 | 94,2 | 172 | 0,82 |
107 | n-Butylalkohol | 55 | 90,8 | 174 | 1,00 |
108 | Isobutylalkohol | 41 | 94,5 | 176 | 0,97 |
109 | n-Amylalkohol | 77 | 94,8 | 175 | 0,92 |
110 | n-Hexylalkohol | 53 | 92,4 | 172 | 0,83 |
111 | n-Heptylalkohol | 48 | 94,9 | 177 | 0,84 |
112 | 2-Octylalkohol | 81 | 95,2 | 182 | 0,83 |
113 | n-Decylalkohol | 52 | 96,3 | 174 | 0,86 |
114 | Laurylalkohol | 63 | 93,7 | 165 | 0,87 |
115 | Allylalkohol | 78 | 96,4 | 179 | 0,83 |
116 | Benzylalkohol | 84 | 94,8 | 175 | 0,84 |
117 | Triphenylcarbinol | 53 | 93,8 | 159 | 0,90 |
118 | Furfurylalkohol | 51 | 96,7 | 186 | 0,88 |
119 | Triäthylenglykol | 85 | 89,5 | 166 | 1,08 |
120 | 1,6-Hexandiol | 82 | 97,8 | 184 | 0,85 |
121 | Glyzerin | 65 | 97,6 | 187 | 0,91 |
122 | |||||
Beispiel 123
und Vergleichsversuch P
und Vergleichsversuch P
Es wurde die Verfahrensweise gemäß Beispiel 100 wiederholt, wobei jedoch an Stelle von Kobaltoktoat 1
Millimol Kobaltacetylacetonat benutzt wurden. Das resultierende Polybutadien hatte eine Ausbeute von
72%, einen Anteil an 1,2-Struktur von 92,7%, einen Schmelzpunkt von 155° C und eine reduzierte spezifische
Viskosität von 0,78 Tjsp/C.
Beim Vergleichsversuch I wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 123 verfahren, wobei jedoch kein
Methylalkohol zugesetzt wurde. Das resultierende Vergleichspolybutadien hatte eine Ausbeute von 58%,
einen Anteil an 1,2-Polybutadien von 99,1%, einen Schmelzpunkt von 196° C und eine reduzierte spezifische
Viskosität von 83 7)sp/C.
Beispiele 124 bis 137
Bei jedem dieser Beispiele 124 bis 137 wurde in der gleichen Weise verfahren wie im Beispiel 100, wobei
Kobaltoktoat und Triäthylaluminium in den in Tabelle XVI angegebenen Mengen benutzt wurden. Tabelle
XVl gibt die Ergebnisse wieder.
Tabelle XVI |
Menge an
zugesetztem Kobaltoktoat |
Menge an
zugesetztem Triäthyl- aluminium |
Ausbeute an
Polybutadien |
Anteil an
1,2-Struktur |
Schmelzpunkt |
Reduzierte
spez. Viskosität |
Beispiel
Nr. |
(Millimol) | (Millimol) | (%) | (%) | (C) | (-;sp/C) |
6,0 | 3,0 | 38 | 90,7 | 156 | 0,85 | |
124 | 3,0 | 3,0 | 65 | 92,8 | 160 | 0,89 |
125 | 6,0 | 6,0 | 84 | 91,4 | 157 | 0,97 |
126 | 3,0 | 6,0 | 81 | 91,5 | 158 | 0,95 |
127 | 6,0 | 12,0 | 35 | 91,9 | 160 | 1,01 |
128 | 3,0 | 9,0 | 63 | 92,3 | 162 | 0,93 |
129 | 6.0 | 18.0 | 35 | 90,8 | 157 | 1,02 |
130 | ||||||
27 | Menge an zugesetztem Triälhyl- aluminium |
24 45 776 | Anteil an 1,2-Slruktur |
28 | Reduzierte spez. Viskosität |
|
Fortsetzung | (Millimol) | (%) | (', sp/C) | |||
Beispiel Nr. |
Menge an zugesetztem Kobaltoktoal |
4,0 | Ausbeute an Polybutadien |
93,9 | Schmelzpunkt | 0,78 |
(Millimol) | 12,0 | (%) | 91,7 | ( O | 0,92 | |
ΠΙ | 1,0 | 24,0 | 82 | 91,3 | 170 | 0,98 |
132 | 3,0 | 2,0 | 58 | 92,2 | 162 | 0,94 |
133 | 6,0 | 2,0 | 35 | 91,8 | 162 | 0,99 |
134 | 0,2 | 4,0 | 50 | 92,4 | 159 | 1,02 |
135 | 0,1 | 24,0 | 20 | 94,1 | 161 | 1,15 |
136 | 0,1 | i9 | 161 | |||
137 | 6,0 | 48 | 163 | |||
Beispiele 138 bis 141
In jedem dieser Beispiele wurde in der folgenden Weise vorgegangen: In eine 2000-ml-Glasflasche, in der
die atmosphärische Luft durch Stickstoffgas ersetzt worden war, wurden 760 ml dehydratisiertes Benzol
(enthaltend 1,0 Millimol Wasser) und 74 g 13-Butadien
gefüllt um das 13-Butadien aufzulösen. Die das
1,3-Butadien in den in Tabelle XVII angegebenen Mengen enthaltende Benzollösung wurde aus der
2000-ml-Flasche herausgenommen und mit 10 ml Benzol gemischt, das sich in einer 1000-ml-Glasflasche
befand, in der die atmosphärische Luft gegen Stickstoffgas
ausgetauscht worden war, und die Lösung wurde 1 Minute lang in die Flasche gehalten. Danach wurden in
die 1000-ml- Flasche 3 Millimol Triäthylaluminium in
Form einer Benzollösung mit einer Triäthylaluminiumkonzentration von 1 Millimol/ml gegeben und 1 Minute
danach wurden in die 1000-ml-Flasche 1 Millimol
Kobaltoktoat in Form einer Benzollösung, die 0,1 Millimol/ml Kobaltoktoat enthielt, gegeben.
Die resultierende Flüssigkeit ergab eine Katalysatorlösung. Der restliche inhalt der 2000-ml-Flasche wurde
innerhalb dieser 2000-ml-Flasche mit 500 Millimol Methylalkohol gemischt. Die auf diese Weise gebildete
Mischung wurde mit der Katalysatoriösung gemischt, und 1 Minute später wurden dieser Mischung 0,6
Millimol Schwefelkohlenstoff in Form einer Benzollösung, die 03 Millimol/ml Schwefelkohlenstoff enthielt,
zugesetzt. Die auf diese Weise erhaltene Polymerisationsmischung wurde 60 Minuten lang bei einer
Temperatur von 30° C umgerührt, um das 13-Butadien
zu polymerisieren. Das resultierende Polybutadien wurde in der gleichen Weise behandelt wie im Beispiel 1.
Tabelle XVII gibt die Eigenschaften der erzeugten Polybutadiene wieder.
Tabelle XVII | Katalysatorlösung | 3 | Kobaltoktoat | Polymeres | Anteil an 1,2-Struktur |
Schmelzpunkt ( C) |
Beispiel |
Menge der Komponenten (Millimol)
1,3-Butadien Triälhyl- aluminium |
3 | 1 | Ausbeute | 94,4 | 163 |
Nr. | 2 | 3 | 1 | 75 | 92,5 | 160 |
138 | 20 | 3 | 1 | 80 | 91,5 | 161 |
139 | 100 | 1 | 85 | 92,7 | 162 | |
140 | 200 | 87 | ||||
141 | ||||||
Beispiele 142 bis 146
Bei jedem dieser Beispiele wurde in der gleichen Weise vorgegangen wie im Beispiel 138, wobei jedoch
eine Katalysatorlösung der in Tabelle XVIII angegebenen Zusammensetzung erzeugt wurde. Mit dieser
Katalysatorlösung wurden 500 Millimol Methylalkohol gemischt und 1 Minute später wurden dieser Mischung
0.6 Millimol Schwefelkohlenstoff in Form einer Benzollösung, die 03 Millimol/ml Schwefelkohlenstoff
enthielt, zugesetzt, um eine Katalysatormischung zu erhalten. Diese Katalysatormischung wurde mit der
restlichen, sich in der 2000-ml-Flasche befindenden Lösung gemischt
Die Ergebnisse sind in Tabelle XVIII aufgeführt
Die Ergebnisse sind in Tabelle XVIII aufgeführt
29 | 24 45 776 | 3 | 1 | Polymeres | 30 |
Schmelzpunkt
(C) |
|
Tabelle XVlII | 3 | 1 |
Ausbeute
(%) |
164 | |||
Beispiel | Katalysatorlösung | 3 | 1 | 47 | !65 | ||
Nr. |
Menge der Komponenten (Millimol)
i,3-Butadien Triäthyl- Kobaltoktoat aluminium |
3 | 1 | 52 |
Anteil an
1,2-Struktur (%) |
163 | |
142 | 20 | 3 | 1 | 71 | 93,8 | 162 | |
143 | 100 | 80 | 93,5 | 164 | |||
144 | 200 | 79 | 92,6 | ||||
145 | 500 | 91,1 | |||||
146 | 1000 | 92,9 | |||||
Beispiel 147
Es wurde in der gleichen Weise vorgegangen wie im Beispiel 139, wobei jedoch 500 Millimol Methylalkohol
und 0,6 Millimol Schwefelkohlenstoff und eine Katalysatorlösung, die 20 Millimol 1,3-Butadien, 3 Millimol
Triäthylenaluminium und 1 Millimol Kobaltoktoat enthielt, in Zeitabständen von jeweils 1 Minute getrennt
in die 2000-ml-Flasche gefüllt wurden, die die Benzollösung
des 13- Butadiens enthielt.
Es wurde ein Polymeres mit einer Ausbeute von 76% und einem Schmelzpunkt von 152° C und einem Anteil
an 1,2-Struktur von 89,6% erhalten.
Beispiel 148
Es wurde in der gleichen Weise verfahren wie im Beispiel 100, wobei jedoch 760 cm3 dehydratisiertes
Benzol benutzt wurde, das 0,4 Millimol Wasser enthielt. Das Polymere wurde mit einer Ausbeute von 66%
erhalten und hatte einen Schmelzpunkt von 158° C und
einen Anteil an 1,2-Struktur von 90,4%.
Vergleichsversuche Q und R
Es wurden die gleichen Verfahrensweisen angewandt wie im Beispiel 148, wobei 760 ml dehydratisiertes
Benzol, das 3 Miilimol Wasser enthielt (Vergleichsversuch Q), bzw. 760 ml dehydratisiertes Benzol verwendet
wurden, das 4,8 Millimol Wasser (Vergleichsversuch R) enthielt Bei keinem dieser beiden Versuche wurde
Polymeres erzeugt
" 'ergleichsversuche S bis Y
Bei jedem dieser Vergleichsversuche wurde in der gleichen Weise vorgegangen wie im Beispiel 100, wobei
Triätliylaluminium und Kobaltoktoat in den in Tabelle XIX angeführten Mengen benutzt wurden. Das in einet
Menge von 760 ml benutzte dehydratisierte Benzol enthielt 1 Mülimo! Wasser.
Vcrgleichsversuche
Menge (Millimol) Kobaltoktoat
0,2
0,1
0,2
0,9
1,8
0,6
0,4
0,8
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung von Polybutadien mit im wesentlichen 1 ^-Struktur durch Polymerisation
von 1,3-Butadien in einem inerten organischen Lösungsmittel, bei einer Temperatur von -20 bis
+80° C, in Gegenwart eines Katalysatorsystems, das durch Mischen von
(A) einer Katalysatorlösung, mit
(B) mindestens einer organischen Verbindung, und
(C) Schwefelkohlenstoff bei einer Temperatur von 10 bis 50° C hergestellt worden ist,
wobei die Katalysatorlösung (A) durch bei einer Temperatur von 10 bis 50° C erfolgendes Lösen von
mindestens einer Kobaltverbindung (a) aus der Gruppe von
1) 0-Diketonkomplexen des Kobalts,
2) 0-KetonsäureesterkompIexen des Kobalts,
3) Kobaltsalzen der organischen Carbonsäuren mit 6 -15 Kohlenstoffatomen und
4) Komplexen von halogenierten Kobaltverbindungen der Formel CoXn, wobei X ein
Halogenatem und η die Ziffer 2 oder 3 repräsentieren, mit einer organischen Verbindung,
die ausgewählt ist aus der Gruppe von tertiären Aminen, Alkoholen, tertiären Phosphinen,
Ketonen und N,N-Dialkylamiden,
und mindestens einer Organoaluminiumverbindung (b) der Formel AlR3, in der R eine Kohlenwasserstoffgruppe
mit 1-6 Kohlenstoffatomen bedeutet, in einem inerten organischen Lösungsmittel erhalten
worden ist, das 13-Butadien in einer zur Kobaltverbindung
mindestens äquimolaren Menge in gelöstem
Zustand enthielt,
und wobei das Katalysatorsystem, bezogen auf die sich in der Polymerisationsmischung befindende
Molmenge an 1,3-Butadien, 0,0005-1,0 Mol-% der
Kobahverbindung (a), 0,001-10 Mol-% der Organoaluminiumverbindung
(b), 0,5-5000 Mol-% der organischen Verbindung (B) und 0,0005-2 Mol-% des Schwefelkohlenstoffs (C) enthält, das Molverhältnis
der Organoaluminiumverbindungsmenge (b) zur Kobaltverbindung (a) im Bereich von 0,1 bis 500
liegt, und das Molverhältnis der organischen Verbindung (B) zur Organoaluminiumverbindungsmenge
im Bereich von 5-25 000 liegt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Polymerisation in Gegenwart eines Katalysatorsystems durchgeführt
wird, das unter Einsatz mindestens einer organischen Verbindung (B), ausgewählt aus der Gruppe
von Alkoholverbindungen mit 1 - 25 Kohlenstoffatomen, Ketonverbindungen mit 3-20 Kohlenstoffatomen
und Aldehydverbindungen mit 1 — 20 Kohlenstoffatomen, hergestellt worden ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation in Gegenwart eines
Katalysatorsystems durchgeführt wird, dessen Komponente (A) erhalten worden war, indem zuerst die
Kobaltverbindungen (a) in dem 1,3-Butadien enthaltenden inerten organischen Lösungsmittel gelöst
wurde und in dieser Lösung anschließend die Organoaluminiumverbindung (b) gelöst wurde.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation in Gegenwart
eines Katalysatorsystems durchgeführt wird, das, bezogen auf die in der Pclyrnerisationsmischung
vorhandene Menge an 1,3-Butadien, 0,001-0,5
Mol-% der Kobaltverbindung (a), 0,03-5 Mol-% der Organoaluminiumverbindung (b), 1 — 1000
Mol-% der organischen Verbindung (B) und G.001-1 Mol-% des Schwefelkohlenstoffs (C)
enthält
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation in
Gegenwart eines Katalysatorsystems durchgeführt wird, dessen Komponente (A) in Gegenwart von
mindestens 500 Mol-% an 1,3-Butadien, bezogen auf die Molmenge an Kobaltverbindung, erhalten
worden war.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation in
Gegenwart eines Katalysatorsystems durchgeführt wird, in dem das Molverhältnis der Organoaluminiumverbindungsmenge
(b) zur Kobaltverbindung (a) zwischen 0,5 und 100 liegt
6. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation in
Gegenwart eines Katalysatorsystems durchgeführt wird, in dem das MolverhältP's der organischen
Verbindung (B) zur Organoaluminiumverbindung zwischen 10 und 5000 liegt
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polymerisation
bei einer Temperatur durchführt, die zwischen 5 und 50° C liegt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zu polymerisierende
1,3-Butadien, bezogen auf das in der Polymerisationsmischung vorhandene inerte organische Lösungsmittel,
in einer Menge von 2 bis 30% vorliegt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation in
Gegenwart eines Katalysatorsystems durchgeführt wird, das zusätzlich Wasser (D) in einer Menge von
0,01 bis 5000 Molen pro Mol der Kobaltverbindung enthält und in dem das Molverhältnis von Wasser
(D) zu Organoaluminiumverbindjng (b) zu Kobaltverbindung (a) dann, wenn dessen Komponente (A)
erhalten worden ist, indem zuerst die Organoaluminiumverbindung (b) in dem 1,3-Butadien enthaltenden
inerten organischen Lösungsmittel gelöst wurde und in dieser Lösung anschließend die Kobaltverbindung
(a) gelöst wurde, im Bereich eines Koordinatensystemabschnitts liegt der in einem Dreieckskoordinatensystem mit drei Ordinaten, die die
Molprozente der Komponenten (D), (b) bzw. (a) darstellen, durch die Koordinaten A ((D) = 49,8,
(b) = 50 und (a) = 0,2), B ((D) = 0, (b) = 99,8 und
(a) = 0,2), C ((D) = 0, (b) = 25 und (a) = 75), D ((D) = 20, (b) = 25 und (a) = 55) und E ((D) = 20,
(b) = 55 und (a) = 25) bestimmt ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das inerte organische Lösungsmittel,
bezogen auf sein Gewicht, nicht tnehr als 500 ppm Wasser enthält.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das inerte organische Lösungsmittel, bezogen auf sein Gewicht, höchstens 200 ppm
Wasser enthält.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10798573A JPS5618005B2 (de) | 1973-09-27 | 1973-09-27 | |
JP2767974A JPS5339917B2 (de) | 1974-03-12 | 1974-03-12 | |
JP2768074A JPS545436B2 (de) | 1974-03-12 | 1974-03-12 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2445776A1 DE2445776A1 (de) | 1975-04-03 |
DE2445776B2 true DE2445776B2 (de) | 1980-07-31 |
DE2445776C3 DE2445776C3 (de) | 1981-03-12 |
Family
ID=27285909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2445776A Expired DE2445776C3 (de) | 1973-09-27 | 1974-09-25 | Verfahren zur Herstellung von Polybutadien mit im wesentlichen 1,2-Struktur |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3901868A (de) |
CA (1) | CA1040347A (de) |
DE (1) | DE2445776C3 (de) |
FR (1) | FR2246574B1 (de) |
GB (2) | GB1485873A (de) |
IT (1) | IT1022393B (de) |
NL (1) | NL152572B (de) |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1576181A (en) * | 1977-04-12 | 1980-10-01 | Ube Industries | Process for producing fibre-reinforced elastic articles |
US4153767A (en) * | 1977-11-22 | 1979-05-08 | Ube Industries Limited | Method of producing 1,2-polybutadiene |
CA1219994A (en) * | 1981-12-24 | 1987-03-31 | Nobunori Maehara | Process for producing polybutadiene rubber with enhanced mechanical strength |
US4429085A (en) * | 1982-09-17 | 1984-01-31 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Microencapsulated aqueous polymerization catalyst |
JPS5964609A (ja) * | 1982-10-05 | 1984-04-12 | Ube Ind Ltd | 補強ポリブタジエンの製造法 |
US4463146A (en) * | 1982-12-23 | 1984-07-31 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Syndiotactic 1,2-polybutadiene synthesis process |
US5011896A (en) * | 1990-09-10 | 1991-04-30 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Syndiotactic 1,2-polybutadiene synthesis in an aqueous medium |
JP3463811B2 (ja) * | 1991-04-24 | 2003-11-05 | Jsr株式会社 | ブタジエン系重合体の製造方法 |
US5139874A (en) * | 1991-09-05 | 1992-08-18 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Cable for reinforcing rubber articles |
US5753365A (en) * | 1991-06-07 | 1998-05-19 | Bridgestone Corporation | Rubber composition and all season type pneumatic tires made from a rubber composition |
US5278263A (en) * | 1992-10-05 | 1994-01-11 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Syndiotactic 1,2-polybutadiene synthesis in an aqueous medium utilizing N,N-dibutylformamide as a modifier |
US5677400A (en) * | 1995-05-02 | 1997-10-14 | Ube Industries, Ltd. | Process for producing syndiotactic-1,2-polybutadiene |
US5986026A (en) * | 1997-05-05 | 1999-11-16 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Syndiotactic 1,2-polybutadiene synthesis |
US5756606A (en) * | 1997-05-22 | 1998-05-26 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Means to control particle size and eliminate fouling in the synthesis of syndiotactic 1,2 - polybutadiene |
US6284844B1 (en) | 1998-03-03 | 2001-09-04 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Deactivation of syndiotactic—1, 2—polybutadiene |
US6495484B1 (en) * | 2000-08-28 | 2002-12-17 | Univation Technologies, Llc | Catalyst system and its use in a polymerization process |
EP1348722A1 (de) * | 2002-03-25 | 2003-10-01 | SOLVAY POLYOLEFINS EUROPE - BELGIUM (Société Anonyme) | Verfahren zur Polymerisation von Olefinen |
JP2009073863A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-09 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
US8536262B2 (en) | 2011-12-20 | 2013-09-17 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Tire tread base containing syndiotactic-1,2-polybutadiene with diverse carbon blacks |
US8695663B2 (en) | 2011-12-20 | 2014-04-15 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Tire component containing syndiotactic-1,2-polybutadiene |
US20160101581A1 (en) | 2014-10-14 | 2016-04-14 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Pre-formed apex/bead composite and tire with pre-apexed bead |
US20160101656A1 (en) | 2014-10-14 | 2016-04-14 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Preparaton of apex/bead composite and tire with pre-apexed bead |
EP3763549B1 (de) | 2019-07-08 | 2022-04-13 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Polymer-spike und reifen mit einem polymer-spike |
EP4375090A1 (de) | 2022-11-21 | 2024-05-29 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Spike und reifen mit solch einem spike |
EP4371788A1 (de) | 2022-11-21 | 2024-05-22 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Reifenbolzen mit verankerungselementen |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE759763A (fr) * | 1969-12-02 | 1971-05-17 | Ube Industries | Procede pour la preparption de 1,2-polybutadiene |
-
1974
- 1974-09-18 CA CA209,638A patent/CA1040347A/en not_active Expired
- 1974-09-20 GB GB50106/76A patent/GB1485873A/en not_active Expired
- 1974-09-20 GB GB41058/74A patent/GB1485872A/en not_active Expired
- 1974-09-20 US US507867A patent/US3901868A/en not_active Expired - Lifetime
- 1974-09-25 DE DE2445776A patent/DE2445776C3/de not_active Expired
- 1974-09-25 NL NL747412648A patent/NL152572B/xx not_active IP Right Cessation
- 1974-09-27 FR FR7432716A patent/FR2246574B1/fr not_active Expired
- 1974-09-27 IT IT27808/74A patent/IT1022393B/it active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2246574B1 (de) | 1978-11-24 |
CA1040347A (en) | 1978-10-10 |
NL152572B (nl) | 1977-03-15 |
IT1022393B (it) | 1978-03-20 |
DE2445776A1 (de) | 1975-04-03 |
GB1485872A (en) | 1977-09-14 |
DE2445776C3 (de) | 1981-03-12 |
FR2246574A1 (de) | 1975-05-02 |
GB1485873A (en) | 1977-09-14 |
US3901868A (en) | 1975-08-26 |
NL7412648A (nl) | 1975-04-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2445776B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polybutadien mit im wesentlichen 1,2-Struktur | |
DE2822308C3 (de) | Verfahren zur herstellung von kristallinem 1.2-Polybutadien mit einem Kristallinitätsgrad von 25 bis 40 % | |
DE2059378A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von 1,2-Polybutadien | |
DE1223559B (de) | Verfahren zur Herstellung von cis-1, 4-Polyisopren | |
DE1905422A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Oblockmischpolymerisaten | |
DE2034989C2 (de) | ||
DE1224045B (de) | Verfahren zur Herstellung von Blockmischpolymerisaten | |
DE1770545A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polybutadien | |
DE1215372B (de) | Verfahren zur katalytischen Hydrierung von Polymerisaten aus Dienen | |
DE1037705B (de) | Verfahren zur Polymerisation von Formaldehyd | |
DE2742948A1 (de) | Sulfonierte butadien- und isoprenoligomere, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung | |
DE1177825B (de) | Verfahren zur Herstellung niedermolekularer Homo- oder Mischpolymerisate von Vinylestern | |
DE2348923A1 (de) | Blockcopolymere und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE2417984A1 (de) | Verfahren zur herstellung von expandierbaren, mit einem ueberzug versehenen polymerteilchen | |
DE1174503B (de) | Verfahren zur Herstellung von Polymerisatketten mit endstaendigen Hydroxylgruppen | |
DE2200405C2 (de) | Verfahren zur Polymerisation von Butadien-(1,3) und deren Katalysator zur Durchführung dieses Verfahrens | |
DE2325313C3 (de) | Verfahren zur Herstellung thermostabiler Block-Copolymerisate | |
DE962119C (de) | Verfahren zur Herstellung von polymerisierten Kondensationsprodukten | |
DE2046063C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polyisopren | |
DE3942668A1 (de) | Polymerzusammensetzungen und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE532455C (de) | Verfahren zum Polymerisieren von Diolefinen | |
DE1178601B (de) | Verfahren zur Herstellung von Mischpolymerisaten des Isobutylens | |
DE1266502B (de) | Verfahren zur Herstellung hochmolekularer Polymerisate von Vinylalkylaethern | |
DE2164514C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polybutadien mit überwiegender cis-l,4-Struktur und einregelbarem Molekulargewicht | |
DE1645251A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von schlagfesten Mischpolymeren aus aromatischen Vinylverbindungen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |