DE2445776C3 - 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
- DE2445776C3 DE2445776C3 DE2445776A DE2445776A DE2445776C3 DE 2445776 C3 DE2445776 C3 DE 2445776C3 DE 2445776 A DE2445776 A DE 2445776A DE 2445776 A DE2445776 A DE 2445776A DE 2445776 C3 DE2445776 C3 DE 2445776C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- compound
- butadiene
- cobalt
- 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.)
- Expired
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 !,3-Butadien in ein Polymeres, das
im wesentlichen eine 1,2-Struktur hat, umgewandelt
werden kann, indem das 1,3-Butadien in Gegenwart
eines Katalysatorsysteros polymerisiert wird, das eine
Kobaltverbindung und eine Organoaluminiumverbindung 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 K.a*alysatorsystems 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 polymerem 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 einer: inerten organischen Lösungsmittel in Gegenwan 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 !^-Struktur und einen genau definierten Schmelzpunkt haben.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, um Polybutadiene, die eine
1 ^-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 syndiotaktisehe
!^-Struktur und einen Schmelzpunkt von 70 bis
2100C. und iwar in Abhängigkeit vol. der Zusammensetzung
des Katalysatorsystems, insbesondere in Abhängigkeit von der Menge an Alkohol-, Keton- oder
Aldehydverbindungen, die in dem Katalysatorsystem vorhanden sind. Das na^.'i dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellte Polymere kann dazu benutzt werden. Filrre bzw. Folien, Platten, Fasern und anders
geformte Gegenstände herzustellen. Das erzeugte Polymere ist auch zur Herstellung verschiedener
Pfropfpolymerisate geeignet, indem Pfropfmonomere mit den Vinylradikalen in dem Butadienpolymeren
zur Reaktion gebracht werden. Der hohe Schmelzpunkt des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Butadienpolymeren macht dieses Produkt besonders wertvoll für die Herstellung von Kunststoffgegenständen,
wobei weiterhin d'e 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, OrgTroaluminiumverbindung und
Kobaltverbindung in der Katalysatorlösung, und
Fig.2 ein Infrarotabsorptionsspektrum eines nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polymeren.
ä Unter »inertem organischem Lösungsmittel« ist ein organisches Lösungsmittel zu verstehen, das gegen
sämtliche Komponenten des beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Katalysatorsysteros, gegen
13-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
Kohlenwasserstoffen, halogenierten alicyclischen Kohlenwasserstoffen
und Mischungen von zwei oder mehreren dieser Verbindungen ausgewählt
Bei den aromatischen Kohlenwasserstoffen kann es
sich um Benzol, Toluol, Xylol, Äthylbenzol, Diäthylben-
2u zol oder Isobulylbenzol handeln; als aliphatische
Kohlenwasserstoffe können η-Hexan, Vohexan, n-Heptan,
n-Octan, Isooctan, n-Dekan, 2,2 Dimethylbutan,
Petroläther, Leichtbenzin, Ligroin, Kerosin oder Waschbenzin benutzt werden; bei den alicyclischen
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 aliphatisehe Kohlenwasserstoff kann Methylend'chlorid. Chloroform,
Tetrachlormethan, 1,2-DichIoräthan, 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-DiketonkompIexen des Kobalts,
2) 0-Keto-Säureesterkomplexendes Kobal.s.
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 /?-Diketonverbindung, die mit einem Kobaltatom einen Komplex bilden soll, hat die Formel:
R1 — C — C — C — R4
\ | Il
O R3 O
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 Wasser-Stoffatom oder ein Alkylradikal mit 1—6 Kohlenstoffatomen
repräsentierer. Ein derartiger /?-Diketonkomplex
des Kobalts kann Kobalt-(II)-Acetylacetonat oder Kobalt-(III)-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
R1 —C —C —C—O—R4
Il
ο
ο
wobei R1 und R*. 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- ι · atomen repräsentieren.
Bei einem derartigen Kobaltkomplex kann es sich um einen Kobalt-Acetessigsäureäthylesterkomplex han-
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 Methylethylketon und das
Ν,Ν-Dialkylamid kann Ν,Ν-Dimethylformamid,
N.N-Dimethylacetamid, Ν,Ν-Diäthylformamid oder
N.N-Diäthylacetamid sein. Der Komplex des halogenierten Kobalts ist vorzugsweise entweder ein Komplex
des Kobaltchlorids mit Pyridin oder Äthylalkohol.
Die für die Durchführung des erfindungsgemäßen r>
Verfahrens geeignete Organoaluminiumverbindung hat die Formel AIRj, 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 Organoaluminiumverbindung
in dem inerten organischen Lösungsmittel gelöst werden, das 1.3-Butadien enthält.
Wenn die Zubereitung in Abwesenheit von 13-Butadien stattfindet, ist die resultierende Katalysatorlösung nicht
als eine Komponente der beim erfindungsgemäßen 3n 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 Katalysatoriösung
(A) zwischen 10 — 200 liegt Wenn somit die 13-Butadienmenge relativ zur Kobaltverbindung in
einem starken Oberschuß, d. n. beispielsweise in einem
großen Molverhältnis von 1000-200 000 benutzt wird, ist die Aktivität des Katalysatorsystems im wesentlichen
gleich der Aktivität eines Kataiysatorsystems, 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 1,3-Butadienmenge enthalten, die in der iPolymerisationsmischung 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 ;ju polymerisierende Molmenge des 1,3-Butadiens. Das
Verhältnis der Moimenge der Organoaluminiumverbindung
zu dem der Kobaltverbindung liegt vorzugsweise i m Bereich von 0,5 - 100.
Es ist bekannt, daß die Organoaluminiumverbindung
nicht in Kon.t9.kt mit Wa«pr knmmpn snljtp^ wpjrhp« Hip
Organoaluminiumverbindung zersetzen könnte. Es ist demzufolge vorteilhaft, daß das zur Herstellung der
Katalysatorlösung vorgesehene inerte organische Lösungsmittel vorher auf einen Wassergehalt dehydrati-•liert
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 1,3-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 enthaltenden 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), 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.
In F i g. 1 ist dieser Bereich ABCDE in inem
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 Organoaluminiumverbindung 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 benutzt wird.
Die zur Hersteilung 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 I -25 Kohlenstoffatomen
haben. Bei dem einwertigen Alkohol handelt es sich ur> gesättigte aliphatische Alkohole, ungesättigte
aliphatiscne Alkohole, alicyclische Alkohole, aromatische Alkohole und heterocyclische Alkohole.
Bei den gesättigten aliphatischen Alkoholen handelt es sich um
Methylalkohol, Äthylalkohol, n-Propylalkohol,
Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, sek.-Butylalkohol, tert.-Butylalkohol,
Isobtitylalkohol, η-Amylalkohol, Isoamylalkohol,
sek.-Amylalkohol, tert.- Amylalkohol, n-Hexylalkohol, 2-Äthylbutylalkohol,
n-Heptylalkohol. 2-Heptylalkohnl. n-Ortylalknhnl.
2-Octylalkohol,2-Äthylhexylalkohol,
Caprylalkohol, Nonylalkohol, n-Decylalkohol,
Laurylalkohol und 4-Methylpentanol-(2). Der ungesättigte aliphatische Alkohol kann Allylalkohol,
Crotylalkohol und Propargylalkohol umfassen. Bei dem alicyclischen Alkohol kann es sich um Cyclopentanol,
Cyclohexanol, 2-Methylcyclohexanol oder Λ-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
Äthylenglvkol, 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-Monoalkylätner.Triäthylenglykol,
Triäthylenglykol-Monoalkyläther, Propylenglykol-Monoalkylätherund Diacetonaikohoi.
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, Diisopropylketon und
Diisobutyfketon,
alicyclische Ketone, beispielsweise
alicyclische Ketone, beispielsweise
Cyclobutanon, Cyclopentanon, Cyclohexanon und
Cyclododecanon,
die aromatischen Ketone
die aromatischen Ketone
Acetophenon, Propiophenon, Buryrophenon,
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, Isobutyrafdehyd, n-Valeraldehyd,
Isovaleraldehyd, Pivalaldehyd, Kapronaldehyd,
Heptylaldehyd, Caprylaldehyd, Pelargonaldehyd,
Caprinaldehyd, Undecylaldehyd, Laurinaldehyd,
'■■ Tridecylaldehyd, Myrisiinaldehyd,
Isovaleraldehyd, Pivalaldehyd, Kapronaldehyd,
Heptylaldehyd, Caprylaldehyd, Pelargonaldehyd,
Caprinaldehyd, Undecylaldehyd, Laurinaldehyd,
'■■ Tridecylaldehyd, Myrisiinaldehyd,
Pentadecylaldehyd, Palmitinaldehyd und
Stearinaldehyd handeln.
Stearinaldehyd handeln.
Als Aldehydverbindung können auch aliphatische Dialdehyde, beispielsweise Glyoxal und Succindialdein
hyd, benutzt werden. Bei der Aldehydverbindung kann es sich weiterhin um aromatische Aldehyde, beispielsweise
Benzaldehyd, o-, m- und p-Toluylaldehyde,
Sali/.ylaldehyd, λ- und /9-Naphthoaldehyde und o-, m-
und p-Anisaldehyde handeln. Bei der Aldehydverbin-'">
dung 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-%
-Ό 1,3-Butadiens, das in der Polymerisationsmischung
polmerisiert werden soll. Die physikalischen Eigenschaften, insbesondere der Schmelzpunkt des nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polybutadiens, 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 Mol verhältnis 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 so 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
1,3-Butadiens. Wenn die Schwefelkohlenstoffmenge jedoch zu groll 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
werden soll, zu einer Abnahme des Schmelzpunktes des aus der Polymerisationsmischung erhaltenen Butadienpoly
.Tieren.
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 13-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 70cC und etwa 2100C zu erhalten, indem
der Anteil der Alkohol-, Keton- oder Aldehydverbindung relativ zur Molmenge des zu polymerisierenden
13-Butadicns 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
lu erwähnen, daß der Schmelzpunkt des erhaltenen Polymerproduktes gesteuert werden kann, indem der
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-Butadienmenge
in einem inerten organischen Lösungsmittel gelöst wird. In dieser Lösung werden dann eine
Kobaltverbindung und eine Organoaluminiiumverbindung gelöst.
2) Mit der Katalysatorlösung werden eine Alkohol-, Keton- oder Aldehydverbindung und Schwefelkohlenstoff
gemischt, um die Katalysatormischung herzustellen.
3) Der restliche Teil der zu polymerisierenden 1,3-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 1,3-Butadienmenge
enthalten ist
Methode 2
1) Es wird eine Katalysatorlösung hergestellt, indem ein Teil der zu polymerisierenden 1,3-Biiitadienmenge
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- odeF 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
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.
2) Eine Polymerisationsmischung wird hergestellt, indem eine Alkohol-, Keton- oder Aldehydverbindung
und Schwefelkohlenstoff der Katalysatorlö sung zugemischt werden.
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
2) 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
so 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.
j-, 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 500C. 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 1,2-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
80°C. Im Vergleich dazu kann ein anderes Polybutadien
mit einem Schmelzpunkt von I55°C vollständig in heißem Benzol bei einer Temperatur von 800C
aufgelöst werden.
In den folgenden Beispielen wurde der in dem Polybutadien vorhandene Anteil mil 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 j/sp/C.
Beispiele 1 bis 11
und Vergleichsversuch A
und Vergleichsversuch A
In jedem dieser Beispiele wurde eine Polymerisationsmischunj
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 Millimo!/ml des Kobaltoktoats enthielt. Eine Minute n?ch 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 30°C 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 ;n Pulverform vor. Tabelle I zeigt die Ausbeute, die
reduzierte spezifische Viskosität und den Schmelzpunkt Hpc Pnlvmprpn nnH anRprHpm rlpn im Pnlvmprpn
*....* . ~. _,........ — . _ -_, —
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.
Beispiel Nr. bzw. Vergleichsversuch |
Polymerisations mischung Methylal koholmenge |
Polymeres Ausbeute |
Anteil an 1,2-Struktur |
Schmelzpunkt | Reduzierte spez. Viskosität |
iMillimnh | f/nl | ( η | („so/n | ||
A | 0 | 63 | 99 | 195 | 0,95 |
1 | 10 | 72 | 99,2 | 192 | 0,96 |
2 | 40 | 75 | 98,0 | 189 | 0,94 |
3 | 120 | 78 | 97,0 | 183 | 0,76 |
4 | 300 | 85 | 95,4 | 173 | 0,82 |
5 | 500 | 97 | 93,6 | 155 | 0,78 |
6 | 700 | 82 | 92,6 | 146 | 0,80 |
7 | 1000 | 100 | 89,4 | 127 | 0,91 |
8 | 1500 | 100 | 88,5 | 123 | 0,82 |
9 | 2500 | 82 | 86,9 | 115 | 0,99 |
10 | 5000 | 50 | 85,5 | 110 | 1,06 |
11 | 10000 | 16 | 84,7 | 107 | 1,05 |
Beispiele 12 bis 41
Bei diesen Beispielen wurde die gleiche Verfahrensweise wie im Beispiei 5 wiederholt, wobei jedoch an Stelle
von Methylalkohol die in Tabelle II angegebenen Alkohole benutzt wurden. Die Ausbeuten und die
Eigenschaften der Polymeren sind in Tabelle II wiedergegeben.
13
12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41
Polymerisationsmischung | Polymeres | I | Anteil an | Schmelzpunkt | Reduzierte spez |
.tlkohol | Ausbeute | 1,2-Struktur | Viskosität | ||
(%) | ( Π | (vsp/O | |||
(%) | 91,3 | 170 | 0,93 | ||
Äthylalkohol | 73 | 96,0 | 174 | ||
n-Propylalkohol | 90 | 91,5 | 175 | 1,02 | |
n-Butylalkohol | 57 | 97,2 | 184 | 0,96 | |
sek-Butylalkohol | 67 | 97,1 | 179 | 0,96 | |
Isobutylalkohol | 38 | 97,6 | 180 | ||
Allylalkohol | 77 | 97,2 | 187 | ||
FurfurylaJkohol | 52 | 95,5 | 174 | 0,89 | |
n-Amylalkohol | 79 | 99.0 | 179 | 1.03 | |
sek-Amylalkohol | 52 | 92.0 | 167 | ||
Isoamylalkohol | 75 | 98.0 | 189 | 0,89 | |
Glyzerin | 65 | 97.8 | 188 | 1,10 | |
Äthylenglykol | 57 | 90.2 | 165 | ||
Triäthylenglykol | 89 | 91.2 | 184 | 0,89 | |
Propylenglykol | 73 | 91.8 | 165 | 0,97 | |
1.3-Butandiol | 87 | 98.4 | 183 | 0,82 | |
1.6-Hexandiol | 83 | 95.4 | 185 | 0,63 | |
1.10-Decandiol | 51 | 95.7 | 158 | 0,80 | |
Äthylenglykol | 100 | ||||
mono-n-Butyläther | 96,0 | 161 | |||
Äthylenglykol-monoäthyläther | 72 | 96.7 | 186 | ||
1,1,1-tris-Kydroxypropan | 44 | 98.5 | 189 | ||
1,2.6-Hexantriol | 48 | 96,6 | 177 | 0,85 | |
Benzylalkohol | 88 | 94,3 | 159 | ||
Triphenyl Carbinol | 50 | 93.5 | 175 | ||
n-Hexanol | 55 | 94.3 | 176 | ||
2-ÄthylbutyIalkohol | 64 | 95,2 | 177 | ||
n-Heptylalkohol | 51 | 95.7 | 185 | ||
2-Octylalkohol | 79 | 94.4 | 178 | ||
2-Äthylhexy !alkohol | 75 | 98.0 | 175 | ||
n-Decylalkohol | 51 | 95,6 | 169 | ||
Laurylalkohol | '59 | Beispiel 43 | |||
Beispiel 42 | -« xvnrHp Hip σ!< | ■irhp Vprfahrpnswpi* | ip AiicrpwnnHt wii | ||
und Vergleichsversuch B |
Es wurden die gleichen Verfahrensweisen wiederholt wie im Beispiel 5, jedoch mit der Ausnahme, daß an
Stelle von Kobaltoktoat I Millimol Kobaltacetylacetonat
benutzt wurde. Das Polymere wurde mit einer Ausbeute von 74% erhalten und hatte einen Schmelzpunkt
von 1560C. Der Anteil der 1,2-Struktur betrug 93,5% und die reduzierte spezifische Viskosität lag bei
0.73 i}sp/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
613% erhalten und hatte einen Schmelzpunkt von 195°C, einen Anteil an 1,2-Struktur von 98,8% und eine
reduzierte Viskosität von 0,85 jjsp/C.
im Beispiel 5, wobei jedoch Kobaltoktoat in einet Menge von 0,1 Millimol anstatt von I Millimol benutzl
wurde. Das Polymere hatte einen Schmelzpunkt vor 159°C, wobei ein Anteil der 1,2-Struktur von 92,7% be
einer Ausbeute von 84% erhalten wurde.
Beispiel 44
und Vergleichsversuch C
und Vergleichsversuch C
Es wurden die gleichen Verfahrensweisen wiederhol! wie im Beispiel 5, wobei die Polymerisation bei 50C
stattfand und nicht bei 30° C. Das resultierende h>
Polymerprodukt wurde in einer Ausbeute von 51°/c erhalten und hatte einen Schmelzpunkt von 1620C
einen Anteil der 1,2-Struktur von 93,0% und eine reduzierte spezifische Viskosität von 234 r/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
2030C, einen Anteil an 1 ^-Struktur von 98,7% und eine
reduzierte spezifische Viskosität von 2,1 fjsp/G
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 13-Butadien in 760 cm3 dehydratisiertem Benzol gelöst Ein Teil
der Benzollösung des 13-Butadiens wurde in der in Tabelle III angegebenen Menge aus der 2000-ml-FIasche 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 Millimol 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 KataJysatorlösung herzustellen.
Zur Herstellung einer Polymerisationsmischung wurden 125 Millimol Methylalkohol der restlichen Lösung
in der 2000-mi-Flasche zugesetzt, aus der ein Teil der
Benzollösung entnommen worden war, und 1 Minute nach diesem Zusatz wurde der Inhalt der 1000-ml-FIasche 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 0,3 Millimol/ml gelöst war, der Mischung
zugesetzt Die Polymerisationsmischung wurde 60 Minuten lang bei einer Temperatur von 3C°C umgerührt, um das 13-Butadien zu polymerisieren. Um das
Polymere abzutrennen, wurde die Polymerisationsmischung in der gleichen Weise behandelt wie im Beispiel
1. Die Ergebnisse sind in Tabelle III wiedergegeoen.
Beim Beispiel 49 wurde die gleiche Verfahrensweise angewandt wie im Beispiel 45, wobei jedoch der
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 IH |
Polymerisationsmischung (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) |
Bespiel
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 | 185 |
47 | 125 | 2 | 1 | 0,5 | 0,15 | 29 | 96,9 | 186 |
48 | 500 | 2 | 0,6 | 100 | 92,8 | 157 | ||
49 | ||||||||
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 13-Butadien enthaltenden
Benzols in der in Tabelle IV angegebenen Menge benutzt wurde. Die Katalysatorlösung wurde mit 500
Millimol Methylalkohol gemischt und diese Mischung
wurde I Minute später mit 0,6 Millimol Schwefelkohlenstoff vermischt, der mit einer Konzentration von 03
Millimol/ml in Benzol gelöst war. Die auf diese Weise erhaltene Mischung wurde dann der restlichen 13-Buladicn-Benzollösung in der 2000-ml-Flasche zugesetzt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle IV enthalten.
Beispiel | Polymerisationsmischung | Kobalt | (Millimol) | Methyl | Schwefel | Polymeres | Anteil an | Schmelz |
Nr. | oktoat | alkohol | kohlenstoff | 1.2-Struktur | punkt | |||
I | Ausbeute | |||||||
Katalysatorlösung | 1 | ( C) | ||||||
I | Tfiäthyl- | 500 | 0.6 | 93.4 | 162 | |||
1.3-Butadien | I | aluminium | 500 | 0.6 | (%) | 93.1 | 162 | |
50 | I | 2 | 500 | 0,6 | 50 | 91,9 | 160 | |
51 | 20 | 2 | 500 | 0.6 | 51 | 92.4 | 160 | |
52 | 100 | 2 | 500 | 0.6 | 62 | 93.3 | 162 | |
53 | 200 | 2 | 82 | |||||
54 | 500 | 2 | 82 | |||||
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 13-Butadien enthielt, in der
angegebenen Reihenfolge der restlichen sich in der 2000-ml-Flasche befindlichen Benzollösung des 1,3-Butadiens
zugesetzt wurden. Es wurde ein Polymeres mit einer Ausbeute von 88% und einem Schmelzpunkt von
145" C und einem Anteil der 1 ^-Struktur von 88% erhalten.
Vergleichsversuche D bis H
Bei jedem dieser Vergleichsversuche wurde eine als »Lösung M« bezeichnete Lösung aus 74 g 1,3-Butadien
in 760 ml dehydratisiertem Benzol, eine als »Lösung Co« bezeichnete Lösung von 1 Millimol Kobaltoktoat in
10 ml Benzol, eine als »Lösung Al« bezeichnete Lösung
von 2 Millimor Triäthylaluminium ir. 2 m! Benzol, 500
Millimol 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 30° C umge-Tabelle
VI
rührt. Bei keinem der Vergleichsversuche wurde ein Polymeres erhalten.
Ver- Reihenfolge des Zumischens der Katalysatorgleicbskomponenten
versuche
12 3 4 5
D | M | Co | Alkohol | Al | CS, |
E | M | CS, | AI | Alkohol | Co |
F | Co | Al | Cs2 | Alkohol | M |
G | AI | Alkohol | Co | CS2 | M |
H | Co | Al | Alkohol | CS2 | 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
Bei jedem dieser Beispiele wurden die gleichen Verfahrensweisen angewandt wie im Beispiel 1, wobei
jedoch an Stelle von Methylalkohol Aceton in den in Tabelle VI angegebenen Mengen benutzt wurde. Die
Ergebnisse sind in Tabelle VI enthalten.
Beispiel Nr. | Poiymerisations- | Polymeres | Anteil an | Schmelzpunkt | Reduzierte |
mischung | 1,2-Struktur | spez. | |||
Aceton | Ausbeute | Viskosität | |||
(%) | ( C) | ('/Sp/C) | |||
99,3 | 192 | 0,95 | |||
(Millimol) | (%) | 98,0 | 191 | 0,98 | |
56 | IO | 71 | 96,8 | 183 | 0,85 |
57 | 40 | 64 | 93,6 | 158 | 0,87 |
58 | 120 | 58 | 89,5 | 141 | 0,81 |
59 | 500 | 93 | 89,1 | 135 | 0,97 |
60 | 1000 | 100 | 88,0 | 115 | 1,08 |
61 | 1500 | 100 | 83,8 | 97 | 1,31 |
62 | 2000 | 100 | 82,7 | 86 | 0,97 |
63 | 5000 | 100 | |||
64 | 10000 | 75 | |||
Beispiele ί·5 bis 73
Bei jedem dieser Beispiele wurde die Verfahrensweise von Beispiel 59 wiederholt, wobei jedoch an Stelle des
Acetops Ketonverbindungen der in Tabelle VII angegebenen Form verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in
Tabelle VII enthalten.
Beispiel Nr. | Polymerjsationsmischung | Polymeres | Anteil an | Schmelzpunkt | Reduzierte |
Ketonart | Ausbeute | I.2-Struktur | spez. Viskosität | ||
(%> | ( C) | O,sp/C) | |||
(%> | |||||
Methylethylketon
Acetophenon
Acetylaceton
92,5
94,9
98,9
94,9
98,9
163
165
188
165
188
0,85 1,01 0,81
19 | 24 45 | 776 | Anteil an | 20 | Reduzierte | |
1,2-Struktur | spez. Viskosität | |||||
Fortsetzung | Polymeri sationsmischung | (%) | (.,sp/C) | |||
Beispiel Nr. | Keto na rl | Polymeres | 98,4 | Schmelzpunkt | 0,90 | |
Ausbeute | 97,6 | 0,88 | ||||
99,0 | ( C) | 0,86 | ||||
Methylisobutylketon | (%) | 90,0 | 177 | 1,12 | ||
68 | 2-Pentanon | 56 | 98,2 | 185 | 0,86 | |
69 | Diisobutylketon | 59 | 94,0 | 187 | 0,89 | |
70 | 2-Hexanjn | 30 | 164 | |||
71 | Benzophenon | 92 | 177 | |||
72 | Cyclohexanon | 100 | 137 | |||
73 | 100 | |||||
Beispiele 74 und 75
Es wurde in der gleichen Weise verfahren wie im Beispiel 39, wobei jedoch an Stelle von Kcoaltoktoat
Kobaltacetylacetonat (Beispiel 74) bzw. ein Kobalt-Dichlorid-Dipyridinkomplex
(Beispiel 75) benutzt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle VIII enthalten.
Tabelle VIII | Polymeres | Anteil an 1,2-Struktur |
Schmelz punkt |
Reduzierte spez. Viskosität |
Beispiel | Ausbeute | (%> | ( C) | (.,sp/C) |
(%) | 93,4 93,5 |
156 162 |
0,73 1,03 |
|
47 50 |
||||
74 75 |
||||
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 Glasflasche mit einer
Kapazität von 2000 ml abgesaugt und die Flasche wurde Hit Sticksloffgas gefüllt. In der Fusche wurden 74 g
1,3-Butadien in 760 ml dehydratisiertem Benzol gelöst. Ein Teil der Benzollösung, die 20 Millimol 13-Butadien
•nthielt, wurde aus der 2000-ml-Flasche herausgenommen
und mit etwa 10 mi Benzol in einer 1000-ml-Glas-Πasche
gemischt, in der die Luft durch Stickstoffgas ersetzt worden war. Die Mischung '■' "rde 1 Minute lang
in dieser Flasche gehalten und darren mit 1 Millimol
Kobaltoktoat gemischt, welches in einer Benzollösung mit einer Konzentration von 0,1 Millimol/ml enthalten
war; anschließend wurden nach einem Zeitraurr. 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 13-Butadiens in der 2000-ml-FIasche wurden
500 Millimol Aceton vermischt und nach einer Zeitdauer
jo von 1 Minute wurden dieser Mischung 0,6 Millimol Schwefelkohlenstoff zugemischt das sich in einer
Benzoliösung mit einer Schwefelkohlenstoffkonzentration von 03 Millimol/ml befand. Die auf diese Weise
hergestellte Polymerisationsmischung wurde 60 Minu-
Jj ten lang bei einer Temperatur von 30° C umgerührt, um
das 13-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 Katalysatorlö-
jii su-'g gemäß Beispiel 76 mit 500 Millimol Aceton
vermischt wurde und anschließend nach einer Minute mit 0,6 Millimol Schwefelkohlenstoff in einer Benzollösung
mit einer Schwefelkohlenstoffkonzemration von 03 Millimol/ml, um eine Katalysatorr.iischung herzu-
4i stellen; diese Katalysatormischung wurde der restlichen,
in der 2000-ml-FIasche vorhandenen Benzollösung des 1.3-Butadiens zugesetzt, um eine Polymerisationsmischung
zu bilden. Die Ergebnisse sind in Tabelle IX wiedergegeben.
Tabelle IX | Reihenfolge I |
des Zumischens 2 |
der Katalysatorkomponenten 3 4 |
CS2 M |
Polymeres Λα. heute <*■■ ι |
Anteil an I.2-Struktur (%) |
Schmelz punkt ( C) |
Beispiel | M B |
Azeton Azeton |
B CS2 |
Rl 60 |
93,0 92,5 |
157 156 |
|
76 77 |
|||||||
In dieser Tabelle repräsentiert M die restliche Benzollösung der
CS2 den SchwefelkohlenstolT.
CS2 den SchwefelkohlenstolT.
Beispiele 78 bis 84
1,3-Struktur, B die Katalysatorlösung und
Bei jedem dieser Bespiele wurde die gleiche Verfahrensweise angewandt wie im Beispiel 59, wobei an Steile
von 500 Millimol Aceton p-Anisaldehyd in der in Tabelle X angegebenen Menge benutzt wurde. Die Ergebnisse
sind in Tabelle X wiedergegeben.
Tabelle X | Polymerisations mischung |
Polymeres |
Beispiel Nr. |
Menge an p-Anisaldehyd |
Ausbeute |
(Millimol·;) | C™) | |
80 | 85 | |
78 | 2(Kl | 100 |
79 | 500 | 100 |
80 | I 000 | 100 |
81 | 3 800 | 55 |
82 | 5 000 | 30 |
83 | 10 000 | 20 |
84 | ||
Anteil an
1.2-Struktur
1.2-Struktur
(M
95.0
94..^
89.6
85.5
80.0
80.0
/8.0
94..^
89.6
85.5
80.0
80.0
/8.0
Beispiele 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 Aldehyds erbindungen benutzt wurden. Die in diesen Fällen erzeugten
Polymeren hatten die in Tabelle Xl angegebenen Eigenschaften.
Schmelzpunkt | Reduziert spez. Viskosität |
( C) | ( /..sp/(") |
169 | 1.08 |
139 | 0.95 |
97 | 1.32 |
95 | 1.25 |
93 | 1.53 |
93 | 1.41 |
9(1 | 1J1 |
Tabelle XI | Polymerisations mischung |
Polymeres | Anteil an 1.2-Struktur |
Schmelzpunkt | Reduzierte spez. Viskosität |
Beispiel Nr. |
Art der Verbindung | Ausbeute | ("'■■> | ( Ο | ( '/sp/C) |
Vn) | 95.0 | 180 | 0,85 | ||
Formaldehyd | 20 | 92.7 | 169 | 0,97 | |
85 | Acetaldehyd | 30 | 84,7 | 149 | 0,90 |
86 | Benzaldehyd | 50 | 87.5 | 155 | 0,88 |
87 | n-Butvraldehyd | 100 | 93.6 | 142 | 0,98 |
88 | Furfural | 80 | 91.5 | 161 | 0,95 |
89 | n-Dodecvlaldehvd | 50 | |||
90 | |||||
Beim Beispiel 85 wurde Formaldehyd in Form einer wäßrigen Lösung mit einer Formaldehydkonzentration
von 37 Gew.-°/o benutzt.
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 1,2-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.
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,
>n in der die Luft gegen Stickstoffgas ausgetauscht worden
war, wurden 74 g 13-Butadien in 760 ml dehydratisiertem Benzol gelöst. Dieser Lösung wurde Triäthylaluminium in Form einer Benzollösung mit einer Triäthylaluminiumkonzentration von 1 Millimol/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 XU wiedergegebenen Eigenschaften.
24
Tabelle XII | Π,ρί iprlpm | Polymerisationsmischung | Art der Keton- | ichsversuche v.-jrden | Polymeres | 1,0 | Anteil an | Schmelzpunkt | Reduzierte |
Beispiel | Triäthvlalu- | oder Aldehvd- | Ausheute | v/ic im Lc: | 1.2-Struktiir | spez. Visko | |||
Nr. | niiniumnienge | verhindung | si tat | ||||||
(%) | (O | (·, sp/C) | |||||||
(Millimol) | Aceton | (%) | 92 | 157 | 0.87 | ||||
1.0 | Aceton | 25 | 92 | 157 | 0.82 | ||||
93 | 1,5 | P-Anisaldehyd | 77 | 92 | 155 | 1.17 | |||
94 | 1,0 | p-Anisiildehyd | 54 | 91 | 150 | 1.24 | |||
Os | 1.5 | Vergleichsversuche J bis N | 100 | Millimol Wasser | enthielt, gelöst | wurden. Die: | |||
96 | Hipcpr Vprrrl«» . „. e.„ |
•jng wurden 3 M | iüirnol Triüihyla | ||||||
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
I Minute in der in Tabelle XIII angegebenen Reihenfolge miteinander vermischt. Die Mischung
wurde 60 Minuten lang bei einer Temperatur von 30°C umgerührt. Es ließ sich keine Bildung eines Polymeren
beobachten.
Tabelle | XIII | 2 | Zumischens | der Katalysator | . |
Ver- | |||||
gleichs- | Reihenfolge des | Co | 3 | 4 | 5 |
ver- | komponenten | CS2 | |||
suche | I | Al | Aceton | Al | CS2 |
J | Aceton | Al | Aceton | Co | |
K | M | Al | CS2 | Aceton | M |
L | M | Co | CS2 | M | |
M | Co | Aceton | CS2 | M | |
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
Beispiel
Nr.
Nr.
Zugesetzte Methylalkoholmenge
(Millimol)
Ausbeuten an Polymerem
(Gew.-%)
mischt. 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 I
Millimol Kobaltoktoat in Form einer Benzollösung mit
2> 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
jo der in Tabelle XIV wiedergegebenen Menge zugemischt,
und die Mischung wurde I Minute lang umgerührt. Danach wurden 0,6 Millimol Schwefelkohlenstoff
in Form einer Benzollösung, die 0,3 Millimol/ml Schwefelkohlenstoff enthielt, der Flasche zugesetzt, und
J5 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-jS-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.
Anteil an
1,2-Struktur
1,2-Struktur
Schmelzpunkt | Reduzierte |
spez. | |
Viskosität | |
( Π | (-, sp/C) |
193 | 0,97 |
190 | 0,95 |
185 | 0,80 |
167 | 0,84 |
141 | 0,92 |
129 | 0,85 |
120 | 0,93 |
109 | 1,07 |
108 | 1.05 |
120
500
1000
1500
2000
5000
10000
71 74 77 84 98 99 80 52 15
98,7
98,0
98,2
94,0
91,7
89,4
87,6
85,3
84.9
98,0
98,2
94,0
91,7
89,4
87,6
85,3
84.9
Beispiele 106 bis 122
26
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. Die Ergebnisse
sind ebenfalls in Tabelle XV wiedergegeben.
ArI des zugesetzten
Alkohols
Alkohols
Ausheule an Polymeren!
Anteil an
1,2-Struktur
1,2-Struktur
Schmelzpunkt
Reduzierte
spez.
Viskosität
( ', sp/C)
106 | Äthylalkohol |
107 | n-Propylalkohol |
108 | n-Butylalkohol |
110 | n-Amylalkohol |
IH | n-Hexylalkohol |
112 | n-Heptylalkohol |
113 | 2-Octylalkohol |
114 | n-Decylalkohol |
115 | Laurylalkohol |
116 | Allylalkohol |
117 | Benzylalkohol |
118 | Triphenylcarbinol |
119 | Furfurylalkohol |
120 | Triäthylenglykol |
121 | 1,6-HexandioI |
122 | Glyzerin |
Beispiel 123 | |
und Vergleichsversuch P |
75 88,6
86 94,2
55 90,8
-1! 94,5
77 94,8 53 92,4 48 94,9
81 95,2
52 96,3 63 93,7
78 96,4
84 94,8
53 93,8 51 96,7
85 89,5
82 97,8 65 97,6
169
172
174
!76
175
172
177
182
174
165
179
175
159
186
166
184
187
172
174
!76
175
172
177
182
174
165
179
175
159
186
166
184
187
0,91 0,82 1,00 0.97 0,92
0,83 0,84 0.83 0,86 0,87 0,83 0,84 0,90 0,88 1,08 0,85 0,91
Es wurde die Verfahrensweise gemäß Beispiel 100 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 spezifi-
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 spezifiiche
Viskosität von 0,78 ijsp/C.
Beim Vergleichsversuch I wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 123 verfahren, wobei jedoch kein
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 XVI gibt die Ergebnisse wieder.
Tabelle XVI | Menge an | Menge an | Ausbeute an | Anteil an | Schmelzpunkt | Reduzierte |
Beispiel | zugesetztem | zugesetztem | Polybutadien | 1,2-Struktur | spez. | |
Nr. | Kobaltoktoat | Triäthyl | Viskosität | |||
aluminium | ||||||
(Millimol) | (Millimol) | (%) | (%) | CQ | 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 | 914 | 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 | 1.0'i |
130 | ||||||
Fortsetzung
Beispiel
Nr.
Nr.
Menge an
zugesetztem
Kobaltoktoat
(Millimol)
Menge an
zugesetztem
Triäthylaluminium
zugesetztem
Triäthylaluminium
(Millimol)
Ausbeute an Polybutadien
Anteil an
1,2-Struktur
1,2-Struktur
131 | 1,0 | 4,0 |
132 | 3,0 | 12,0 |
133 | 6,0 | 24,0 |
134 | 0,2 | 2,0 |
135 | 0,1 | 2,0 |
136 | 0,1 | 4,0 |
137 | 6,0 | 24,0 |
82
58
35
50
20
19
48
58
35
50
20
19
48
93,9
91,7
91,3
92,2
91,8
92,4
94,1
91,7
91,3
92,2
91,8
92,4
94,1
Schmelzpunkt
( C)
170
162
162
159
161
161
163
162
162
159
161
161
163
Reduzierte
spez.
V iskosität
(', sp/C)
0,78
0,92
0,98
0,94
0,99
1,02
1,15
0,92
0,98
0,94
0,99
1,02
1,15
Beispiele 138 bis 141
In jedem dieser Beispiele wurde in der folgenden Weise vorgegangen: In eine 2000-ml-GlasfIasche, in der
die atmosphärische Luft durch Stickstoffgas ersetzt worden war, wurden 760 ml dehydratisiertes Benzol
(enthaltend 1,0 Millimol Wasser) und 74 g 1,3-Butadien gefüllt, um das 1,3-Butadien aufzulösen. Die das
1,3-Butadien in den in Tabelle XVII angegebenen Mengen enthaltende Benzollösung wurde aus der
2000-mI- Flasche herausgenommen und mit 10 ml Benzol gemischt, das sich in einer 1000-mI-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
2"i 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 Katalysatorlösung gemischt, und 1 Minute später wurden dieser Mischung 0,6
Millimol Schwefelkohlenstoff in Form einer Benzollösung, die 0,3 Millimol/ml Schwefelkohlenstoff enthielt,
zugesetzt. Die auf diese Weise erhaltene Polymerisationsmischung wurde 60 Minuten lang bei einer
Temperatur von 30°C umgerührt, um das 1,3-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 Tria'thyl- 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
•ine Katalysatorlösung der in Tabelle XVIII angegebenen Zusammensetzung erzeugt wurde. Mit dieser
Katalysatorlösung wurden 500 Millimol Methylalkohol gemischt und 1 Minute später wurden dieser Mischung
e.6 Millimol Schwefelkohlenstoff in Form einer
Benzollösung, die 0,3 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
Tabelle XVIII
30
Polymeres
Ausbeute
1,3-Butadien
Triäthylaluminium
Anteil an
1 ^-Struktur
Schmelzpunkt (Q
20
100
200
500
1000
47
52
71
80
79
52
71
80
79
93,8
93,5
92,6
91,1
92,9
93,5
92,6
91,1
92,9
164 165 163 162 164
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 K atalysatorlösung, die 20 Millimol 13-Butadien, 3 Millimol
Triäthylenaluminium und t Millimol Kobaltoktoat enthielt, in Zeitabständen von jeweils 1 Minute getrennt
in die 2000-ml-Flasche gefüllt wurden, die die Benzollösung
des 1,3-Butadiens enthielt.
Es wurde ein Polymeres mit einer Ausbeute von 76% und einem Schmelzpunkt von 152° C und einem Anteil
an 1 ^-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 ^-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 Millimol 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
Vergleichsversuche S bis Y
Bei jedem dieser Vergleichsversuche wurde in der gleichen Weise vorgegangen wie im Beispiel 100, wobei
Triäthylaluminium und Kobaltoktoat in den in Tabelle XIX angeführten Mengen benutzt wurden. Das in einer
Menge von 76OmI benutzte dehydratisierte Benzol enthielt 1 Millimol Wasser.
Tabelle XIX | Menge (Millimol) | Triäthylaluminium |
Vergleichs | Kobaltoktoat | 0,9 |
versuche | 3 | 1,8 |
S | 6 | 1 |
T | 1 | 2 |
U | 1 | 0,6 |
V | 0,2 | 0,4 |
W | 0,1 | 0,8 |
X | 0,2 | |
Y | ||
Auch hier wurden keine Polymeren erzeugt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung von Polybutadien mit
im wesentlichen 1,2-Struktur durch Polymerisation von 13-Butadien in einem inerten organischen
Lösungsmittel, bei einer Temperatur von -20 bis + 800C, 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 500C erfolgendes Lösen von
mindestens einer Kobaltverbindung (a) aus der Gruppe von
1) /J-Diketonkomplexen des Kobalts,
2) /3-KetonsäureesterkompIexen des Kobalts,
3) Kobaltsalzen der organischen Carbonsäuren mit 6 - i i Kohlenstoffatomen und
4) Komplexen von halogenieren Kobahverbindungen der Formel CoXn, wobei X ein
Halogenatom und π 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,
■nd mindestens einer Organoaluminiumverbindung fb) der Formel Al Ri in der R eine Kohlenwasser-Itoffgruppe mit 1 -6 Kohlenstoffatomen bedeutet,
in einem inert«.ι organischen Lösungsmittel erhalten worden ist, das 13-Butadien in einer zur Kobaltverbindung mindestens äquimolareti Menge in gelöstem
Zustand enthielt,
■nd wobei das Katalysatorsysteri., bezogen auf die
lieh in der Polymerisationsmischung befindende Molmenge an 13-Butadien, 0,0005-1,0 Mol-% der
Kobaltverbindung (a), 0,001 -10 Mol-% der Orga- «oaluminiumverbindung (b), 0,5-5000 Mol-% der
organischen Verbindung (B) und 0.0005 - 2 Mol-% 4es Schwefelkohlenstoffs (C) enthält, das Mlolverfcältnis der Organoaluminiumverbindungsmenge (b)
tür Kobaltverbindung (a) im Bereich von 0,1 bis 500 legt, 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 organilchen Verbindung (B). ausgewählt aus der Gruppe
Von Alkoholverbindungen mit 1 - 25 Kohlenstoffatomen. Ketonverbindungen mit 3-20 Kohlenstoffatomen und Aldehydverbindungen mit 1 -?0 Kohlenstoffatomen, hergestellt worden ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennteichnet. daß die Polymerisation in Gegenwart eines
Katalysatorsystems durchgeführt wird, dessen Korn •onente (A) erhalten worden war, indem zuerst die
kobalivprbindungen (a) in dem IJ-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 Polymerisationsmischung vorhandene Menge an 1,3-Butadien, 0,001-0,5
Mol-% der Kobaltverbtndung (a), 0,03-5 Mol-% der Organoaluminiun·. verbindung (b), t-1000
Mol-% der organischen Verbindung (B) und 0,001-1 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
ίο 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 \ bis 5,
dadurch gekennzeichnet daß die Polymerisation in
Gegenwart eines Katalysatorsystems durchgeführt
wird, in dem das Molverhältnis 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 500C liegt
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, jo dadurch gekennzeichnet daß das zu polymerisieren
de 13-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 Organoaluminiumverbindv"?« (b) zu Kobaltverbindung (a) dann, wenn dessen Komponente (A)
erhalten worden ist, indem zuerst die Organoaluminiumverbindung (b) in dem 13- 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 mehr als 500 ppm Wasser enthält.
II. Verfahren nach Anspruch 10. dadurch
ω 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 | |
JP2768074A JPS545436B2 (de) | 1974-03-12 | 1974-03-12 | |
JP2767974A JPS5339917B2 (de) | 1974-03-12 | 1974-03-12 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2445776A1 DE2445776A1 (de) | 1975-04-03 |
DE2445776B2 DE2445776B2 (de) | 1980-07-31 |
DE2445776C3 true 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 |
US20160101656A1 (en) | 2014-10-14 | 2016-04-14 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Preparaton of apex/bead composite and tire with pre-apexed bead |
US20160101581A1 (en) | 2014-10-14 | 2016-04-14 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Pre-formed 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 US US507867A patent/US3901868A/en not_active Expired - Lifetime
- 1974-09-20 GB GB50106/76A patent/GB1485873A/en not_active Expired
- 1974-09-20 GB GB41058/74A patent/GB1485872A/en not_active Expired
- 1974-09-25 DE DE2445776A patent/DE2445776C3/de not_active Expired
- 1974-09-25 NL NL747412648A patent/NL152572B/xx not_active IP Right Cessation
- 1974-09-27 IT IT27808/74A patent/IT1022393B/it active
- 1974-09-27 FR FR7432716A patent/FR2246574B1/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1485872A (en) | 1977-09-14 |
US3901868A (en) | 1975-08-26 |
FR2246574A1 (de) | 1975-05-02 |
CA1040347A (en) | 1978-10-10 |
DE2445776A1 (de) | 1975-04-03 |
NL152572B (nl) | 1977-03-15 |
GB1485873A (en) | 1977-09-14 |
NL7412648A (nl) | 1975-04-02 |
DE2445776B2 (de) | 1980-07-31 |
IT1022393B (it) | 1978-03-20 |
FR2246574B1 (de) | 1978-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2445776C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polybutadien mit im wesentlichen 1,2-Struktur | |
DE2059378C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von 1,2-Polybutadien | |
DE1720998C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polybutadien mit einem hohen Gehalt an Vinylseitengruppen | |
EP0011184B2 (de) | Katalysator, dessen Herstellung und Verwendung zur Lösungspolymerisation von konjugierten Dienen | |
EP0007027A1 (de) | Lösungspolymerisation von konjugierten Dienen | |
DE1770545A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polybutadien | |
DE1795738B2 (de) | Polypentenamere, deren doppelbindungen im wesentlichen cis-konfiguration aufweisen | |
DE2904598C2 (de) | ||
DE1174987B (de) | Verfahren zur Herstellung von Homopoly-merisaten des Acetaldehyds oder Propionaldehyds oder von Copolymerisaten dieser beiden Aldehyde | |
DE1443582A1 (de) | Verfahren und Katalysator zum Herstellen von Cyclododecatrien | |
DE2614817A1 (de) | Durch licht zersetzliche polyolefine, welche difurfurylidendycloalkanone als beschleuniger zum photoabbau verwenden | |
DE2200405C2 (de) | Verfahren zur Polymerisation von Butadien-(1,3) und deren Katalysator zur Durchführung dieses Verfahrens | |
DE2046063C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Polyisopren | |
DE1595825A1 (de) | Durch 1,2-Addition hergestelltes Allenkohlenwasserstoffpolymeres | |
DE1147385B (de) | Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten oder Copolymerisaten von Aldehyden | |
DE1266502B (de) | Verfahren zur Herstellung hochmolekularer Polymerisate von Vinylalkylaethern | |
DE1745510B2 (de) | Verfahren zur polymerisation von cyclischen olefinen | |
DE1520271C (de) | Verfahren zur Herstellung von Polymeren, die aus Cyclobutanringe enthaltenden makromolekularen Ketten bestehen | |
DE2453152A1 (de) | Harz und verfahren zu seiner herstellung | |
DE592096C (de) | Verfahren zur Herstellung von Polymerisationsprodukten von Diolefinen | |
DE1520271B2 (de) | Verfahren zur herstellung von polymeren die aus cyclobutan ringe enthaltenden makromolekularen ketten bestehen | |
DE2232767A1 (de) | Neues verfahren zur herstellung von wasserstoffhaltigen polymeren aus konjugierten diolefinen | |
AT203711B (de) | Verfahren zur Herstellung von linearen Butadien-Polymeren | |
DE1251033B (de) | I Verfahren zur katalytischen Polymerisation oder Mischpolymerisation von Diolefmen | |
DE1495303C (de) | Verfahren zum Polymerisieren von Olefinen oder Diolefinen mit Hilfe von Ziegler Katalysatoren |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |