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Verfahren zur Herstellung von Polymerisationsprodukten durch Ringöffnung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polymerisationsprodukten
durch Ringöffnung und besonders ein Verfahren zur Herstellung eines Polymerisationsproduktes
durch Ringöffnung mit einer hohen Polymerisationsaktivität, indem ein Norbornen-Derivat,
das eine polare Gruppe oder eine polare Gruppe mit einem
Kohlenwasserstoffrest
enthält, einer ringöffnenden Polymerisation in Gegenwart, gegebenenfalls, eines
ungesättigten Polymerisats unter Verwendung eines Katalysatorsystems, das aus einer
organometallischen Verbindung und dem Umsetzungsprodukt von Wolframoxid oder Molybdänoxid
und einer Halogen enthaltenden Verbindung unterworfen wird.
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Es wurde gefunden, dass ein neues und nützliches Polymerisationsprodukt
durch Ringöffnung erhalten-wird, wenn mindestens ein Norbornen-Derivat, das mindestens
eine Cyanogruppe (Nitrilgruppe) oder einen Substituenten mit einer Cyanogruppe (im
folgenden als "Norbornen-Derivat vom Cyano-Typ" bezeichnet),ein Norbornen-Derivat,
das mindestens eine Estergruppe oder einen Substituenten mit einer Estergruppe (im
folgenden als "Norbornen-Derivat vom Ester-Typ" bezeichnet), ein Norbornen-Derivat
mit mindestens einer Säureanhydridgruppe oder ein Substituent mit einer Säureanhydridgruppe
(im folgenden als "Norbornen-Derivat vom Säureanhydrid-Typ" bezeichnet), ein aromatisches
Norbornadien-Derivat, ein Norbornen-Derivat mit mindestens einer Äther-Gruppe oder
ein Substituent mit einer Äthergruppe (im folgenden als "Norbornen-Derivat vom Äther-Typ"
bezeichnet), ein Norbornen-Derivat mit mindestens einer Imidgruppe oder ein Substituent
mit einer Imidgruppe (im folgenden als "Norbornen-Derivat vom Imid-Typ" bezeichnet),
ein esterartiges Norbornadien-Derivat, ein aromatisches Norbornen-Derivat, ein aromatisches
Dimethanooctahydronaphthalen-Derivat und ein Norbornen-Derivat, das ein Chloratom
oder einen Substituenten mit einem OL-dhloratom oder ein Gemisch von mindestens
einem der genannten Derivate und ein Cycloolefin
enthält, polymerisiert
wird, wobei ein Katalysatorsystem verwendet wird, das aus einer Wolframverbindung
und/oder einer Molybdänverbindung und einer Organoaluminium-Verbindung oder diesen
Verbindungen und weiteren dritten Komponenten, wie beispielsweise einem organischen
Peroxid, einer acetalischen Verbindung und einer alkoholischen Verbindung, wie diese
in den Beschreibungen der japanischen Patenpublikationen Nr. 23 720/75 und der japanischen
Offenlegungsschrift Nr.
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67 999/74; 77 999/74; 58 200/75; 61 500/75; 71 800/75 und 75 300/75
und den japanischen Patentanmeldungen9208/74; 15 310/74; 61 851/74 und 129 581/74
genannt sind.
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Einige der Polymerisationsprodukte, die durch Ringöffnung gemäss dem
genannten Verfahren erhalten werden, sind Vinylchlorid-Harze und Propylen-Harze,
die gegenwärtig in industriellem Masstab hergestellt werden und die breit in verschiedenen
industriellen Anwendungszwecken verwendet werden nicht nur in den mechanischen Eigenschaften,
wie der Schlagfestigkeit, der Schlagfestigkeit bei niederen Temperaturen und der
Zugfestigkeit überlegen, sondern auch im Hinblick auf die Hitzebeständigkeit und
die Transparenz. Weiterhin können diese Polymerisationsprodukte hergestellt oder
in verschiedenen Formen gepresst (gespritzt) werden, entsprechend der Herstellung
oder Press-(Spritz-)Verfahren die breit auf dem Gebiet der thermoplastischen Harze
angewendet werden, wie beispielsweise das Spritzgiessverfahren, das Extrudieren,
das Blas-Press(Giess-)-Verfahren, das Pressgiessverfahren usw., das für verschiedene
Zwecke, wie für Behälter, Filme, Folien, Rohre und ähnlichem angewendet wird.
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Dazuhin lassen sich die Eigenschaften dieser Polymerisationsprodukte
durch Anpassen für die gewünschten Zwecke verbessern durch Mischen mit einem thermoplastischen
Harz,
wie einem Vinylchloridharz, einem Methylmethacrylatharz usw.,
wobei das thermoplastische Harz auch schlagfeste Harze, wie ABS-Harze und ACS-Harze
umfasst, wie auch hitzebeständige Harze, wie Polyacytalharz, ein Polyamidharz usw.
und/oder ein kautschukartiges Material, wie Polybutadien-Kautschuk, einen chlorierten
Polyäthylenkautschuk usw., oder indem verschiedene Additive zum Polymerisationsprodukt,
das durch Ringöffnung entsteht, gegeben werden.
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Auch können einige weitere Polymerisationsprodukte, die durch Ringöffnung
entsprechend dem vorliegenden und genannten Herstellungsverfahren hergestellt wurden,
als solche verwendet werden oder durch anschliessende Polymerumsetzung als Ionenaustauscherharze,
Klebstoffe und Flockungsmittel verwendet werden. Das Polymerisationsprodukt, das
durch Ringöffnung entsteht, kann auch durch Polymerisation einer cycloolefinischen
Verbindung, wie einem Cyclopenten unter Verwendung eines Katalysatorsystems durchgeführt
werden, das Wolframoxid (beispielsweise Wolframtrioxid) und/oder Molybdänoxid und
eine Lewis-Säure, wie Aluminiumchlorid, Titantetrachlorid, Zinntetrachlorid, Vanadiumtetrachlorid
usw., oder diese Verbindungen und eine organometallische Verbindung eines Metalls
der Gruppe I bis IV des periodischen Systems der Elemente, insbesondere eine Organoaluminiumverbindung,
wie diese in den Beschreibungen der JA-OS 17 389/72, JA-OS 39 388/72 und der JA-OS
39 599/73 genannt sind, enthält. Die Polymerisationsprodukte, die entsprechend diesen
Verfahren erhalten werden, sind als kautschukartige Materialien aufgrund ihrer ausgezeichneten
elastischen Eigenschaften geeignet.
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Es ist überraschend, da die polaren Gruppen, die im Monomer
entsprechend
der vorliegenden Erfindung vorhanden sind, im allgemeinen das Katalysatorsystem
inaktivieren, wobei ein bemerkenswerter Abfall der katalytischen Aktivität eintritt,
dass das oben genannte Katalysatorsystem wirkungsvoll bei einem Monomeren mit einer
polaren Gruppe verwendet werden kann. Im allgemeinen werden, wenn ein Polymerisat
unter Verwendung eines Katalysatorsystems mit einer ungenügenden Polymerisationsaktivität-hergestellt
wird, die Kosten für den Katalysator höher, da in einem solchen Falle eine grosse
Menge des Katalysators verwendet werden muss, im Vergleich zur Herstellung desselben
Polymerisats unter Verwendung eines Katalysatorsystems, das eine hohe Polymerisationsaktivität
aufweist und es verursacht beträchtlich höhere Kosten und Arbeit um den Rückstand
des Katalysators aus dem Polymerisationsprodukt genügend zu entfernen, nachdem die
Polymerisation beendet ist. Verbleibt ein Rückstand der Katalysatorkomponenten im
hergestellten Polymerisat, so wird das Polymerisat verfärbt und das Aussehen des
Produktes wesentlich herabgesetzt und im Falle des Erhitzens des Polymerisats durch
Schmelz-Kneten oder Verpressen wird das Verfärben des Polymerisats beschleunigt.
Dies bedeutet, dass es für die Industrie sehr wichtig ist, die katalytische Aktivität
zu verbessern, d.h. die Menge an hergestelltem Polymerisat pro Einheitsmenge, bezogen
auf den Katalysator, zu erhöhen.
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Als Ergebnis verschiedener Untersuchungen zur Herstellung von Katalysatorsystemen,
die ausgezeichnete katalytische Aktivität bei der ringöffnenden Polymerisation der
Norbornen-Derivate besitzen, die eine polare Gruppe oder einen Substituenten mit
einer polaren Gruppe aufweisen, wurde
gefunden, dass Polymerisationsprodukte
durch Ringöffnung bei einer hohen Polymerisationsaktivität erhalten werden können,
wenn die Norbornen-Derivate einer ringöffnenden Polymerisation in Gegenwart eines,
gegebenenfalls ungesättigten, Polymerisats mit einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung
(im folgenden wird dieses Polymerisat als "ungesättigtes Polymerisat" bezeichnet),
wobei das Katalysatorsystem, das aus einer organometallischen Verbindung und dem
Umsetzungsprodukt mindestens eines Wolframoxids und Molybdänoxids und einer Halogen
enthaltenden Verbindung besteht.
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Erfindungsgemäss wird ein Verfahren zur Herstellung eines Polymerisationsproduktes
unter Ringöffnung geschaffen, das die ringöffnende Polymerisation in Gegenwart oder
Abwesenheit eines ungesättigten Polymerisats mit einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung
(A) mit mindestens einem der Norbornen-Derivate,das jeweils mindestens eine polare
Gruppe ausgewählt aus einer Nitrilgruppe, einer Estergruppe, einer Äthergruppe,
einer Imidgruppe, eines Chloratoms, eines Bromatoms, einer Säureanhydridgruppe und
einer Amidgruppe oder das einen Kohlenwasserstoffrest mit höchstens 20 Kohlenstoff
atomen und der genannten polaren Gruppe beschreibt, wobei ein Katalysatorsystem
verwendet wird, das aus (B) einer organometallischen Verbindung eines Metalls der
Gruppe IA, IIA, IIB, IIIB, IVA oder IVB des periodischen Systems der Elemente und
(C) dem Umsetzungsprodukt mindestens eines Wolframoxids und Molybdändoxids und mit
mindestens einer Halogen enthaltenden Verbindung hergestellt wird, die ausgewählt
ist aus der Gruppe von Phosphorpentachlorid ,- Phosphorpentafluorid, Phosphorpentabromid,
Phosphoroxytrichlorid,
Phosphortrichlorid, Aluminiumtrichlorid, Aluminiumtribromid, Aluminiumtrijodid,
Bortrifluorid, Bortrichlorid, Titantetrachlorid, Zinntetrachlorid, Vanadiumoxytrichlorid,
Vanadiumtetrachlorid und Siliciumtetrachlorid.
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Aufgrund der hohen Polymerisationsaktivität oder der katalytischen
Aktivität des erfindungsgemäss verwendeten Katalysatorsystems kann eine hohe Produktionsausbeute
des durch Ringöffnung entstandenen Polymerisationsproduktes pro Einheitsmenge des
Katalysators erhalten werden oder mit anderen Worten eine geringe Menge des Katalysators
reicht zur Herstellung einer bestimmten Menge des durch Ringöffnung entstandenen
Polymerisationsproduktes aus, wobei nicht nur die Menge des verwendeten Katalysators
herabgesetzt werden kann, sondern wobei auch die Wirksamkeit bei der Herstellung
der Apparatur für die Polymerisation im Falle der Verwendung dieses Katalysators
erhöht werden kann. Weiterhin ist in diesem Falle die Menge an Katalysator, die
im Polymerisationssystem vorhanden ist, gering, da die Menge an Katalysator, die
bei der Polymere sation nötig ist, gering ist und deshalb ist auch der Katalysatorrückstand,
der im Polymerisationsprodukt, das durch Ringöffnung entstanden ist, nach der Polymerisation
gering und dieser kann leicht daraus entfernt werden, um das Auftreten des Verfärbens
und der Zersetzung des durch Ringöffnung entstandenen Polymerisationsproduktes zu
verhindern, was darauf zurückzuführen ist, dass die Menge an Katalysatorrückstand
im Produkt gering ist. Darüberhinaus ergibt sich ein geringer Abfall der katalytischen
Aktivität bei der ringöffnenden Polymerisation unter Verwendung des
erfindungsgemässen
Katalysatorsystems, wobei der Katalysator lange wirksam ist und die ringöffnende
Polymerisation somit kontinuierlich während einer längeren Zeitdauer durchgeführt
werden kann.
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Die Ausgangsstoffe oder Monomeren, die erfindungsgemäss verwendet
werden, umfassen ein Norbornen-Derivat, das mindestens eine Cyanogruppe oder einen
Substituenten mit einer Cyanogruppe (Norbornen-Derivat vom Cyano-Typ),ein Norbornen-Derivat,
das mindestens eine Estergruppe oder einen Substituenten mit einer Estergruppe (Norbornen-Derivat
vom Ester-Typ), ein Norbornen-Derivat, das mindestens eine Äthergruppe oder einen
Substituenten mit einer Äthergruppe (Norbornen-Derivat vom Äther-Typ), ein Norbornen-Derivat,
das mindestens eine Amidgruppe oder einen Substituenten mit einer Amidgruppe (Norbornen-Derivat
vom Amid-Typ), ein Norbornen-Derivat, das ein Chloratom oder ein Bromatom oder einen
Substituenten mit einem Chloratom oder einem Bromatom (Norbornen-Derivat vom Halogen-Typ),
ein Norbornen-Derivat, das mindestens ein Säureanhydrid oder einen Substituenten
mit einem Säureanhydrid (Norbornen-Derivat vom Säureanhydrid-Typ) und/oder ein Norbornen-Derivat,
das mindestens eine Imidgruppe oder einen Substituenten mit einer Imidgruppe (Norbornen-Derivat
vom Imid-Typ) enthält.
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Beispiele von Norbornen-Derivaten vom Cyano-Typ, die als Monomere
bei der Herstellung von Polymerisationsprodukten durch Ringöffnung entsprechend
dem erfindungsgemässen Verfahren verwendet werden, entsprechen der allgemeinen Formel
I
in der W1, X1, Y¹ und z1 gleich oder verschieden sind, jeweils ein Wasserstoffatom,
eine Cyanogruppe (Nitrilgruppe) oder einen Kohlenwasserstoffrest, ausgewählt aus
einer Alkylgruppe mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen, einer Cycloalkylgruppe mit
höchstens 20 Kohlenstoffatomen, einer Alkenylgruppe mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen
und einer Arylgruppe mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen, wobei der Kohlenwasserstoffrest,
der gegebenenfalls eine Cyanogruppe aufweist, wobei mindestens einer der Substituenten
von W11 X1, y1 und Z1 eine Cyanogruppe oder einen Kohlenwasserstoffrest bedeutet,
der durch eine Cyanogruppe substituiert ist. Beispiele für Kohlenwasserstoffreste,
die W11 X1 t Y1 und Z1 der allgemeinen Formel I darstellen, sind die Methyl-, Äthyl-,
n-Propyl-, Isobutyl-, n-Butyl-, Hexyl-, Octyl-, Dodecyl-, Tetradecyl-, Hexadecyl-,
Eicosyl-, Phenyl-, Naphthyl-, Tolyl-, Cyclohexyl-, 1-Methylcyclohexyl-und die 2-Octenyl-Gruppe.
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Typische Beispiele für Norbornen-Derivate vom Cyano-Typ, die als Monomere
erfindungsgemäss bei der Herstellung der Polymerisationsprodukte durch Ringöffnung
verwendet werden, sind 5-Cyano-bicyclo-Z2,2,17-hepten-2; 5,5-Dicyanobicyclo-Z2,2,17-hepten-2;
5,6-Dicyano-bicyclo-Z2,2,17hepten-2;
5-Cyano-5-methyl-bicyclo-/2,2
, l7-hepten-2; 5-Cyano-6-methyl-bicyclo-Z2,2,17-hepten-2; 5-Cyano-5-äthyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-Cyano-5-octyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-Cyano-6-phenyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-Cyano-5,6-dimethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-Cyano-methyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-#-Cyanoheptyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-Cyano-6-cyclohexyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2
und 5-#-Cyano-2-decenyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2 mit 5-Cyano-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5,5-Dicyano-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5,6-Dicyano-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-Cyano-5-methylbicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-Cyano-6-methyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; und 5-Cyanomethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2
sind bevorzugt.
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vom Cyano-Typ Dazu werden weitere Beispiele von Norbornen-Derivaten,
die erfindungsgemäss verwendet werden, in der Beschreibung der JA-OS 67 999/74 genannt.
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Typische Beispiele für Norbornen-Derivate vom Ester-Typ, die erfindungsgemäss
als Monomere für die Herstellung von Polymerisationsprodukten durch Ringöffnung
verwendet werden, werden durch die allgemeine Formel I und die allgemeine Formel
II dargestellt
in der W1, X1, y1 und Z1 in der allgemeinen Formel 1 und
W2, X2,
Y² und Z in der allgemeinen Formel II jeweils ein Wasserstoffatom, eine Estergruppe
der allgemeinen Formel -COOR1 oder -OCOR1 (in der R1 ein Kohlenwasserstoffrest mit
höchstens 20 Kohlenstoff atomen ist), ein Kohlenwasserstoffrest, der durch eine
Estergruppe substituiert ist und der durch die allgemeine Formel -R²COOR¹ oder -R20COR1
(in der R1 die oben genannte Bedeutung hat und R2 einen zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest
mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen ist) oder einen Kohlenwasserstoffrest, der die
oben genannte Bedeutung hat und bei dem mindestens einer der Substituenten W1, X1
y1 z1 W2 x21 y2 und z2 ist die Estergruppe oder den Kohlenwasserstoffrest' der mit
einer Estergruppe substituiert ist, bedeutet.
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Weitere typische Beispiele für Norbornen-Derivate vom Ester-Typ, die
als Monomere zur Herstellung der Polymerisationsprodukte durch Ringöffnung erfindungsgemäss
verwendet werden sind in der allgemeinen Formel III und der allgemeinen Formel IV
dargestellt, worin A -COO-R3-OOC- oder -COOR4 - (worin R3 und
R4 jeweils eine Alkylengruppe mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen ist); W3 und Z3
gleich oder verschieden sind und jeweils ein Wasserstoffatom oder einen Kohlenwasserstoffrest
mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen und W4, X4, Y4 und Z4, die gleich oder verschieden
sind, jeweils ein Wasserstoffatom, die Estergruppe oder den Kohlenwasserstoffrest
entsprechend der allgemeinen Formel II, wobei der Kohlenwasserstoffrest gegebenenfalls
eine Estergruppe aufweist und wobei mindestens einer der Substituenten W4, X4, Y4
und Z4 die Estergruppe oder den Kohlenwasserstoffrest, der durch eine Estergruppe
substituiert ist, bedeuten.
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Für die praktische Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens
werden die Norbornen-Derivate vom Ester-Typ der allgemeinen Formel I unter den Norbornen-Derivaten
des Ester-Typs bevorzugt, wie durch die allgemeinen Formeln I bis IV gezeigt wird.
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Beispiele für geeignete Norbornen-Derivate vom Ester-Typ der allgemeinen
Formel I, die bei der Herstellung der erfindungsgemässen Polymerisationsprodukte
durch Ringöffnung verwendet werden, sind 5-Methoxycarbonyl-bicyclo-/2, 2 hepten-2;
5-Äthoxycarbonyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-Butoxycarbonyl-bicylo-[2,2,1]-hepten-2,
5-Allyloxycarbonylbicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-Methyl-5-methoxycarbonyl-bicyclo-2,2,17-hepten-2;
5-Hexyloxycarbonyl-6-methyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-Äthoxycarbonyl-6-phenyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-Heptyl-6-octyloxyzarbonyl-bicyclo-z2,2,l7-hepten-2; 5-MethoxyCarbonyl-6-methoxycarbonylmethyl-bicyclo-Z2,2,
17-hepten-2; 5,6-Dimethoxycarbonyl-bicyclo-z2,2,17-hepten-2;
5,6-Diäthoxycarbonyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5,5-Dibutoxycarbonyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-Methyl-6,6-dimethoxycarbonyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-#-Methoxycarbonylheptyl-6-octyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-#-Methoxycarbonyl-2-decenyl-6-pentyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-#-Methoxycarbonylheptyl-6-2-octenyl-bicyclo-Z2,2,17-hepten-2; 5-Acetoxamethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-Propoxymeth.
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bicyclo-[2,2,1]-hepten-2 und 5-Stearoxymethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2,
mit 5-Methoxycarbonyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-Äthoxycarbonyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-Butoxycarbonyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-Allyloxycarbonyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-Methyl-5-methoxycarbonylbicyclo-Z2,2,17-hepten-2; 5-Methoxycarbonyl-6-methoxybicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5,6-Dimethoxycarbonyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5,6-Diäthoxycarbonylbicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5,5-Dibutoxycarbonyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-Acetoxymethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-Propoxymethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2 und 5-Stearoxymethylbicyclo-/2,2,17-hepten-2
sind bevorzugt.
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Ähnliche, praktische Beispiele zur Durchführung des erfindungsgemässen
Verfahrens unter Verwendung von Norbornen-Derivaten vom Ester-Typ der allgemeinen
Formel II, III und IV können demgemäss leicht aufgefunden werden.
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Typische Beispiele für Norbornen-Derivate vom Äther-Typ als Monomere
zur erfindungsgemässen Herstellung von Polymerisationsprodukten unter Ringöffnung
entsprechen der allgemeinen Formel I, II und III, in denen, wie bereits angegeben,
W1, X11 y1 und Z1 in der allgemeinen Formel I und W2, x2, y2 und z2 in der allgemeinen
Formel II, die
gleich oder verschieden sind, jeweils ein Wasserstoffatom,
eine Äthergruppe oder einen Kohlenwasserstoffrest, der durch eine Äthergruppe substituiert
ist und der der allgemeinen Formel -R²OR1 (in der R1 die oben genannte Bedeutung
und R2 einen zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen
bedeutet) oder den Kohlenwasserstoffrest, der die oben genannte Bedeutung besitzt,
wobei mindestens einer der Substituenten W1, X11 1 Z1 W2 X2 y2 und Zz eine Äthergruppe
oder den Kohlenwasserstoffrest, der durch eine Äthergruppe substituiert ist und
W3 und Z3 die gleich oder verschieden sind, jeweils ein Wasserstoffatom oder einen
Kohlenwasserstoffrest mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen und A -R30R4 - oder -R5-O-
(in der R3 R4 und R5 gleich oder verschieden sind, jeweils einen Kohlenwasserstoffrest
mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen ist), bedeutet.
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Praktische Beispiele für Norbornen-Derivate vom Äther-Typ sind in
der allgemeinen Formel I aufgezeigt, worunter Norbornen-Derivate vom Äther-Typ,
die als Monomere bei der Herstellung von Polymerisationsprodukten durch Ringöffnung
erfindungsgemäss sind: 5-Methoxy-bicyclo-z2,2,17-hepten-2; 5-n-Propoxy-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-Isopropoxybicyclo-z2,2,1/-hepten-2; 5-n-Butoxy-bicyclo-Z2,2,1/-hepten-2; 5-Octoxy-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-Cyclohexoxybicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-Methoxymethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-Isobutoxymethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-Methoxy-6-methoxymethyl-bicyclo-z2,2,17-hepten-2;
und 5-Phenoxy-bicyclo-L2,2,17-hepten-2. Ähnliche praktisch verwendbare Beispiele
von Norbornen-Derivaten vom Äther-Typ der allgemeinen Formel II und III können entsprechend
leicht aufgefunden werden.
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Typische Beispiele von Norbornen-Derivaten vom Amid-Typ, die erfindungsgemäss
als Monomere verwendet werden können, entsprechen der allgemeinen Formel I und III,
die oben angegeben ist, und in der W1, X1, yl und Z1, gleich oder verschieden sind
und jeweils ein Wasserstoffatom, eine Amidgruppe der allgemeinen Formel
R1 und R2 (in der R1 und R² gleich oder verschieden sind, jeweils einen Kohlenwasserstoffrest
mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen, eine Amidgruppe, die Kohlenwasserstoffreste
der allgemeinen Formel
(in der R1 und R2 dieselbe, oben genannte Bedeutung haben und R3 einen Kohlenwasserstoffrest
mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen darstellt) oder der Kohlenwasserstoffrest die
oben genannte Bedeutung hat und wobei mindestens einer der Substituenten W1, X1,
yl und Z1 eine Amidgruppe oder einen Kohlenwasserstoffrest, der eine Amidgruppe
aufweist; A in der allgemeinen Formel III
(in der R4, R5 und R6 gleich oder verschieden sind, jeweils einen
Kohlenwasserstoffrest mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen und R7 eine Alkylen-Gruppe
mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen darstellt); und W3 und Z3 der allgemeinen Formel
III, die gleich oder verschieden sind, jeweils ein Wasserstoffatom oder einen Kohlenwasserstoffrest
mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen bedeutet.
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Erfindungsgemäss können auch die Norbornen-Derivate vom Amid-Typ der
allgemeinen Formel I wie oben angegeben werden, wobei mindestens einer der Substituenten
W1, X1, 1 und Z1 einen Rest der allgemeinen Formel
(in der R8 eine Alkylengruppe mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen darstellt) bedeutet,
als Monomere verwendet werden.
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Beispiele für Norbornen-Derivate vom Amid-Typ, die als Monomere erfindungsgemäss
bei der Herstellung der Polymerisationsprodukte durch Ringöffnung verwendet werden,
sind N,N-Dimethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-carbonamid-5; N,N-Dibutyl-bicyclo-Z2,2,17-hepten-2-carbonamid-5;
N-Methyl-N-octyl-bicyclo-Z2,2,17-hepten-2-carbonamid-5; N-Methyl-N-cyclohexyl-bicyclo-Z2,2,17-hepten-2-carbonamid-5;
N-Methyl-N-phenyl-bicyclo-/2,2,1fhepten-2-carbonamid-5; N,N-Dicyclohexyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-carbonamid-5;
N,N-Dibenzyl--bicyclo-[2,2,1]-hepten-carbonamid-5; N,N-Dimethyl-5-methyl-bicyclo-Z2,2,1/-hepten-2-carbonamid-5;
N,N-Diäthyl-6-methyl
-bicyclo-[2,2,1]-hepten-carbonamid-5; N,N-Dimethyl-6-phenyl-bicyclo-Z2,2,1/-hepten-2-carbonamid-5;
N,N,N',N'-Tetramethyl-bicyclo-Z2,2,17-hepten-2-dicarbonamid-5,6 und N,N,N',N'-Tetraäthyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-carbonamid-5,6.
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Weitere Beispiele für Norbornen-Derivate vom Amid-Typ, die erfindungsgemäss
verwendet werden können, sind in der Beschreibung der japanischen Patentanmeldung
61 851/74 genannt.
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Beispiele für Norbornen-Derivate vom Halogen-Typ, die erfindungsgemäss
als Monomere für die Herstellung von Polymerisationsprodukten unter Ringöffnung
verwendet werden können, entsprechen der allgemeinen Formel I und II, in der W1,
X1, Y1 und Z1 in der allgemeinen Formel I und W2, X2, Y² und z2 in der allgemeinen
Formel II die gleich oder verschieden sind, jeweils ein Wasserstoffatom, ein Chloratom,
ein Bromatom, einen Kohlenwasserstoffrest mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen, der
mindestens ein Chloratom oder ein Bromatom aufweist, oder einen Kohlenwasserstoffrest
mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen und wobei mindestens einer der Substituenten
W1, X1, Yi 1 und Z1 oder W2, x2, Y² und z2 ein Chloratom, ein Bromatom oder einen
Kohlenwasserstoffrest mit einem Chlor- oder einem Bromatom bedeutet.
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Praktische Beispiele für Norbornen-Derivate vom Halogen-Typ, die erfindungsgemäss
verwendet werden, sind 5-Chlorbicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-Chlor-5-methyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-Chlor-6-methylbicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-Chlormethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5,5-Dichlorbicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5,6-Dichlor-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5,5-Bis-(chlormethyl)-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5,6-Bis-(chlormethyl)bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5,5-Dichlor-6-methyl-bicyclo-/2,2,17-hepten-2;
5-Chlor-6-chlormethylbicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5,6-Dichlor-5-methyl-bicyclo-/2,2,1
7-hepten-2; 5-(oCI, ß-Dichloräthyl) -bicyclo-L2,2,1/-hepten-2; 5-Chlor-5-methyl-6-chlormethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5- Chlormethyl-5-methyl-6-chlor-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5,5,6-Trichlor-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5,5,6,6-Tetrachlor-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2 und 5-Brommethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2
mit 5-Chlor-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-Chlor-5-metyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-Chlor-6-methyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-Chlormethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5,5-Dichlor-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5,6-Dichlor-bicyclo-LZ,2,17-hepten-2; 5,5-Bis-(chlormethyl)-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2
und 5,6-Bis-(chlormethyl)-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2 werden bevorzugt.
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Auch können die Norbornen-Derivate vom Halogen-Typ, wie sie oben an
praktischen Beispielen aufgezeigt werden, dadurch abgewandelt werden, dass mindestens
ein Chloratom durch ein Bromatom ersetzt wird. Weitere Beispiele für Norbornen-Derivate
vom Halogen-Typ, die als Monomere erfindungsgemäss verwendet werden können, werden
in der Beschreibung der japanischen Patentanmeldungen Nr. 61 851/74 und 129 581/74
genannt.
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Typische Beispiele für Säureanhydrid-Norbornen-Derivate die als Monomere
erfindungsgemäss verwendet werden können, sind durch die allgemeinen Formeln V und
VI dargestellt
in denen W5 und Z5 oder w6 und X6 gleich oder verschieden sind und jeweils ein Wasserstoffatom
oder einen Kohlenwasserstoffrest mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen; B einen vierwertigen
Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen; D ein Sauerstoffatom, 1 und
m jeweils und unabhängig1 oder.2 und q 0 oder 1 bedeuten.
-
Im Falle q in der genannten allgemeinen Formel V und VI die Bedeutung
von 0 hat, bilden die Kohlenstoffatome des Norbornenringes einen einzigen Ring zusammen
mit der Säureanhydrid-bildenden Gruppe.
-
Praktische Beispiele für Norbornen-Derivate vom Säureanhydrid-Typ,
die als Monomere zur Herstellung der Polymerisationsprodukte unter Ringöffnung erfindungsgemäss
verwendet werden können, sind 3,6-Methylen-1,2,3,6-tetrahydrocis-phthalsäureanhydrid;
5-(5-Carboxy-bicyclo-L2,2,1-hepta-2-enyl)-essigsäureanhydrid; 2-Oxo-1,3-dioxo-5,8-methano
-1,2,3,4,4a,5,8,8a-octahydronaphthalen;
5,8-Methano-1,2,3,4,4a,5,8,8a-octahydronaphthalen-2,3-dicarboxylanhydrid; 1,4,5,8-Dimethano-1,2,3,4,4a,5,8,8a-octahydronaphthalen-2,3-dicarboxyl(säure)anhydrid;
2-Oxa-1,3-dioXo-5,8,9,10-dimethano-1,2,3,4,4a,5,8,8a,9,9a,10,10adodecahydroanthracen;
3,6-Methano-1-methyl-1,2,3,6-tetrahydro-cis-phthalsäureanhydrid, 3,6-Methano-1-butyl-1,2,3,6-tetrahydro-cis-phthalsäureanhydrid;
und 3,6-Methano-1-octyl-1,2,3,6-tetrahydro-cis-phthalsäureanhydrid; 3,6-Methylen-1,2,3,6-tetrahydro-cis-phthalsäureanhydrid,
mit 3,6-Methylen-1,2,3,6-tetrahydro-cis-phthalsäureanhydrid; 5,8-Methano-1,2,3,4,4a,5,8,8a-octahydronaphthalen-2,3-dicarboxylsäureanhydrid;
1,4,5,8-Dimethano-1,2,3,4,4a,5,8,8aoctahydronaphthalen-2 , 3-dicarboxylsäureanhydrid
und 3,6-Methano-1-methyl-1,2,3,6-tetrahydro-cis-phthalsäureanhydrid werden bevorzugt.
-
Weitere Beispiele der Norbornen-Derivate vom Säureanhydrid-Typ, die
erfindungsgemäss verwendet werden können, werden in der Beschreibung der JA-OS 58
200/75 genannt.
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Typische Beispiele der Norbornen-Derivate vom Imid-Typ' die als Monomere
bei der Herstellung von Polymerisationsprodukten durch Ringöffnung erfindungsgemäss
verwendet werden können werden durch die allgemeinen Formeln V und VI dargestellt,
in denen D einen Rest der allgemeinen Formel #N-R1 (R1 ist ein Kohlenwasserstoffrest
mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen oder ein Rest mit einer Estergruppe) und B, 1,
m
und q die oben genannte Bedeutung haben.
-
Weitere Beispiele für erfindungsgemässe Norbornen-Derivate vom Imid-Typ
entsprechen der allgemeinen Formel VII
in der W7, Y7 und Z7, die gleich oder verschieden sind, jeweils ein Wasserstoffatom
oder einen Kohlenwasserstoffrest mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen; R2 eine Alkylengruppe
mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Alkenylengruppe oder eine Arylengruppe und n
0, 1 oder 2 bedeuten.
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Praktische Beispiele für Norbornen-Derivate vom Imid-Typ, die als
Monomere bei der Herstellung von Polymerisationsprodukten durch Ringöffnung erfindungsgemäss
verwendet werden können, sind N-Methyl-3,6-methylen-1,2,3,6-tetrahydro-cis-phthalimid;
N-Äthyl-3,6-methylen,1,2,3,6-tetrahydro-cis-phthalimid; N-Propyl-3,6-methylen-1,2,3,6-tetrahydro-cis-phthalimid;
N-n-Butyl-3,6-methylen-1,2,3,6-tetrahydro-cis-phthalimid; N-Octyl-3,6-methylen-1,2,3,6-tetrahydro-cis-phthalimid;
N-Cyclohexyl-3,6-methylen-1,2,3,6-tetrahydro-cis-phthalimid; N-Phenyl-3,6-methylen-1,2,3,6-tetrahydro-cis-phthalimid;
N-Methoxy-carbonylmethyl-3,6-methylen-1,2,3,6-tetrahydro-cis-phthalimid; N-Äthoxycarbonyl-3,6-methylen-1,2,3,6-tetrahydro-cis-phthalimid;
N-Butoxycarbonyl-3,6-methylen-1,2,3,6-tetrahydro-cis-1-methyl-1,2,3,6-tetrahydro-cis-phthalimid,
N-Butyl-3,6-methylen-1-butyl-1,2,3,6-tetrahydro-cis-phthalimid; Bicyclo-Z2,2,17-hepta-2-en-5-spiro-3'-N-butyl-succenimid;
2-Butyl-2-aza-1 3-dioxo-5,8-methano-1 ,2'3,4,4a,5,8,8aoctahydronaphthalen; N-Octyl-1,4,5,8-dimethano-1,2,3,4,
4a,5,8,8a-octahydronaphthalen-2,3-dicarboximid; 5-Maleinimidomethyl-bicyclo-Z2,2,17-hepten-2,5-citraconimidomethyl-bicyclo-t2,2,17-hepten-2,5-glutacon-imidomethylbicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-Succinimidomethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; und 5-Phthalimididomethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2,
mit N-Methyl-3,6-methylen-l,2,3,6-tetrahydrocis-phthalimid; N-Äthyl-3,6-methylen-1,2,3,6-tetrahydrocis-phthalimid;
N-Propyl-3,6-methylen-1,2,3,6-tetrahydro cis-phthalimid; N-n-Butyl-3,6-methylen-1,2,3,6-tetrahydrocis-phthalimid;
N-Octyl-3,6-methylen-1,2,3,6-tetrahydrocis-phthalimid; N-Cyclohexyl-3,6-methylen-1,2,3,6-tetrahydro-cis-phthalimid;
N-Phenyl-3,6-methylen-1,2,3,6-tetrahydro-cis-phthalimid; und N-Octyl-1,4,5,8-dimethano-1,2,3,4,4a,5,8,8a-octahydronaphthalen-2,3-dicarboximid
sind bevorzugt.
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Weitere Norbornen-Derivate vom Imid-Typ als erfindungsgemäss verwendbare
Monomere und deren Herstellung sowie als typische Beispiele sind N-substituierte-3,6-Methylen-1,2,3,6-tetrahydro-cis-phthalimid-verbindungen
als Norbornen-Derivate vom Imid-Typ, die N-G-(5-Norborna-2-enyl)-alkylsubstituierte
Maleinimid-Verbindungen und typische Beispiele anderer Norbornen-Derivate vom Imid-Typ
in der Beschreibung der JA-OS 75 300/75 genannt.
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Die Norbornen-Derivate, die erfindungsgemäss als Monomere zur Herstellung
der Polymerisationsprodukte durch Ringöffnung verwendet werden, können zwei- oder
mehrpolare Gruppen, die voneinander verschieden sind und die in solchen Norbornen-Derivaten
sind, die mindestens 2 der Substituenten W1, X1, Y1 und Z1 der allgemeinen Formel
I oder W², x2, Y2 und z2 der allgemeinen Formel II sind, wobei die polaren Gruppen
Cyanogruppen, Estergruppen, Halogenatome (Chlor- und Bromatome), Äthergruppen, Imidgruppen,
Säureanhydridgruppen und Amidgruppen oder Kohlenwasserstoffreste, die durch diese
polaren Gruppen substituiert sind und wobei mindestens zwei polare Gruppen des Norbornen-Derivats
sich voneinander unterscheiden, bedeuten. Beispielsweise, wenn W1 unter W1, X1,
y1 und Z1 eine Cyanogruppe ist, so ist einer der Substituenten von X1 y1 und Z1
eine andere polare Gruppe als die Cyanogruppe, wie eine Estergruppe, eine Äthergruppe
oder eine Amidgruppe oder ein Kohlenwasserstoffrest, der durch verschiedene polare
Gruppen substituiert ist. Im Falle dass das Norbornen-Derivat, in welchem X1, Y1
und Z1 ausschliesslich Cyanogruppen bedeuten oder Kohlenwasserstoffreste, die ausschliesslich
durch Cyanogruppen substituiert sind, so gehören diese nicht zu den erwähnten Norbornen-Derivaten
sondern gehören zu den Norbornen-Derivaten des Cyano-Typs.
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Auch kann jeweils W1, Xll yl und z1 oder w2 2 2 und 2 ein Wasserstoffatom
oder eine Kohlenwasserstoffgruppe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer
Alkylgruppe mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen, einer Alkenylgruppe mit höchstens
20 Kohlenstoffatomen, einer Cycloalkylgruppe mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen,
einer Arylgruppe
mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen und einer Aralkylgruppe
mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen bedeuten.
-
Der erfindungsgemässe Gegenstand kann durch Homopolymerisation oder
Copolymerisation der genannten Norbornen-Derivate erhalten werden. Weiterhin lassen
sich diese Norbornen-Derivate mit Comonomeren, wie aromatischen Norbornen-Derivaten,
aromatischen Stickstoff enthaltenden heterocyclischen Norbornen-Derivaten aromatischen
Norbornadien-Derivaten, Norbornadien-Derivaten vom Ester-Typ und cycloolefinischen
Verbindungen polymerisieren.
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Typische Beispiele von Norbornen-Derivaten des aromatischen Typs,
die als Comonomere bei der Herstellung von Polymerisationsprodukten durch Ringöffnung
erfindungsgemäss verwendet werden können, werden durch die allgemeine Formel I und
II wiedergegeben, in der W1, X1, y1 und z1 oder W2 X2 Y2 und z2 gleich oder verschieden
sind, jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen,
eine Cycloalkylgruppe mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen, eine Alkenylgruppe mit
höchstens 20 Kohlenstoffatomen oder einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest, der
durch einen Kohlenwasserstoffrest mit höchstens 30 Kohlenstoffatomen substituiert
ist, wobei der aromatische Kohlenwasserstoffrest höchstens 3 aromatische Ringe aufweist
und wobei mindestens einer der Substituenten W1 1 X1 V1 und Z1 oder W2 X2 y2 und
Z einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest bedeutet, ist. Beispiele für diese aromatischen
Kohlenwasserstoffreste werden in der Beschreibung der japanischen Patentanmeldung
Nr. 61 851/74 und 69 234/74 zusammen mit typischen Beispielen für die
Kohlenwasserstoffreste
als Substituenten der aromatischen Kohlenwasserstoffreste angegeben.
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Praktische Beispiele für aromatische Norbornen-Derivate, die als Monomere
zur Herstellung der Polymerisationsprodukte durch Ringöffnung erfindungsgemäss verwendet
werden können, sind 5-Phenyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-Methyl-5-phenyl--bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-Äthyl-5-phenylbicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-n-Butyl-6-phenyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-p-Tolyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5,6 -Diphenyl-bicyclo-L2 ,2 ,I/-hepten-2; 5-s
aj -Naphthyl bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-Athryl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 2-Phenyl-1,4;5,8-dimethano-1,2,3,4,4a,5,8,8a-octahydronaphthalen;
2-Methyl-2-phenyl-1,4;5,8-dimethano-1,2,3,4,4a,5,8,8aoctahydronaphthalen; 2-p-Tolyl-1,4;5,8-dimethano-1,2,3,4,4a,5,8,8aoctahydronaphthalen
und 2,3-Diphenyl-1,4;5,8-dimethano-1 ,2,3,4,4a-5,8,8a-octahydronaphthalen.
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Weitere Beispiele für aromatische Norbornen-Derivate, die sich als
Monomere erfindungsgemässverwenden lassen, sind in den Beschreibungen der japanischen
Patentanmeldungen 61 851/74 und 69 243/74 genannt.
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Die aromatischen Stickstoff enthaltenden heterocyclischen Norbornen-Derivate,
die als Comonomere bei der Herstellung der erfindungsgemässen Polymerisationsprodukte
durch Ringöffnung verwendet werden können, sind Norbornen-Derivate, die einen heterocyclischen
Ring enthalten, der mindestens ein Stickstoffatom im Ring enthält (vgl. "Aromatic
Character" von Kagaku Dai Jiten (Chemical Encyclopedia), Bd. 8, S. 601, 1969, veröffentlicht
von Kyoritsu Publishing Co.).
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Die aromatischen, Stickstoff enthaltenden, heterocyclischen Norbornen-Derivate
sind unter der allgemeinen Formel I und II angegeben, worin W1, X1, Y1 und Z1 in
der allgemeinen Formel I oder W2, X2 , Y2 und Z² in der allgemeinen Formel II gleich
oder verschieden sind und jeweils ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit höchstens
10 Kohlenstoffatomen, einen aromatischen Stickstoff enthaltenden heterocyclischen
Rest, ausgewählt aus der Gruppe mit einem Pyridinrest, einem Chinolinrest und einem
Carbazolrest oder den aromatischen Stickstoff enthaltenden heterocyclischen Rest,
der durch eine Alkylgruppe mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen substituiert ist,
wobei mindestens einer d2r Substituenten W1, X1, Y1 und Z1 oder W², X², Y² und Z²
den aromatischen Stickstoff enthaltenden heterocyclischen Rest oder den Alkyl-substituierten
aromatischen Stickstoff enthaltenden heterocyclischen Rest bedeuten.
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Praktische Beispiele für aromatische, Stickstoff enthaltende heterocyclische
Norbornen-Derivate, die als Comonomere erfindungsgemäss verwendet werden können,
sind 5-(2'-Pyridyl)-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-(3'-Pyridyl)-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-(4'-Pyridyl)-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-(3'-Methyl-2'-pyridyl)-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-(4'-Methyl-2'-pyridyl)-bicyclo-Z2,2,17-hepten-2; 5-(5l-Methyl-2'-pyridyl)-bicyclo-Z2,2,17-hepten-2;
5-(2'-0thyl-3'-pyridyl)-bicyclo-Z2,2,17-hepten-2; 5-(3'-Butyl-4 t -pyridyl)-bicyclo-z2,2,17-hepten-2;
5-(2'-Chinolyl)-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-(3'-Chinolyl)--bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-(4'-Chinolyl)-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-(9'-Carbazolyl)v-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-(3'-Methyl-9-carbazolyl)-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-(3'-Äthyl-9'-carbazolyl
)-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-(3'-n-Decyl-9'-carbazolyl)-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-(9'-Methyl-3'-carbazolyl)-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-(9'-n-Butyl-3'-carbazolyl)-bicyclo-L2,2,17-hepten-2; 5- (9' -n-Octyl-3' -carbazolyl)-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
und 2-(2'-Pyridyl-1,4;5,8-dimethano-1,2,3,4,4a,5, 8, 8a-octahydronaphthalen; Weitere
typische Beispiele für aromatischenstickstoff enthaltende heterocyclische Norbornen-Derivate,
die als Co monomere erfindungsgemäss verwendet werden können, sind in der Beschreibung
der japanischen Patentanmeldung Nr.
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15 310/74 genannt.
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Die aromatischen Norbornadien-Derivate, die als Monomere für die Herstellung
von Polymerisationsprodukten durch Ringöffnung erfindungsgemäss verwendet werden
können und die Norbornen-Derivate, in denen Kohlenstoffatome die 5- und 6-Stellungen
des Bicyclo-z2,2,1/-hepten-2 oder Norbornen fortlaufend die beiden angrenzenden
Kohlenstoffatome einer aromatischen cyclischen Verbindung besetzen können ebenfalls
erfindungsgemäss verwendet werden. Diese aromatischen Norbornadien-Derivate werden
durch die allgemeinen Formeln VIII und IX
beschrieben, in denen E1 , E2 E3 4 E5 und 6, die gleich oder verschieden sind und
die jeweils ein Wasserstoffatom, einen Kohlenwasserstoffrest, ausgewählt aus der
Gruppe bestehend aus einer Alkylgruppe mit höchstens 10 Kohlenstoffatomen, einer
Alkenylgruppe mit höchstens 10 Kohlenstoffatomen, einer Cycloalkylgruppe mit mindestens
10 Kohlenstoffatomen, einer Arylgruppe mit höchstens 10 Kohlenstoffatomen und einer
Aralkylgruppe mit höchstens 10 Kohlenstoffatomen, einer polaren Gruppe, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus einer Estergruppe, mit höchstens 10 Kohlenstoffatomen
und einer Äthergruppe mit höchstens 10 Kohlenstoffatomen oder dem erwähnten Kohlenwasserstoffrest,
der durch eine polare Gruppe substituiert ist, bedeuten.
-
Praktische Beispiele für aromatische Norbornadien-Derivate, die als
Monomere erfindungsgemäss verwendet werden können, sind 1,4-Dihydro-1,4-methano-naphthalen;
1,4-Dihydro-1,4-methano-6-methylnaphthalen; 1,4-Dyhydro-1,4-methyno-6-methoxycarbonylnaphthalen;
5,8-Diacetaoxy-1,4-dihydro-1,4-methanonnaphtalen; 5,8-Diacetoxy-6,7-diciano-1,4-dihydro-1,4-methanonaphthalen;
5,8-Diacetoxy-6,7-dimethyl-1,4-dihydro
-6,7-dichlor-1,4-dihydro-1,4-methanonaphthalen;
1,4-Dihydro-1,4-methanoanthracen und 9,10-Diacetoxy-1,4-dihydro-1 , 4-methano-anthracen.
-
Weitere typische Beispiele für aromatische Norbornadien-Derivate,
die als Comonomere erfindungsgemäss verwendet werden können, werden in der Beschreibung
der JA-OS 61 500/75 genannt.
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Weitere typische Beispiele für Norbornadien-Derivate vom Ester-Typ,
die als Comonomere bei der Herstellung von Polymerisationsprodukten durch Ringöffnung
erfindungsgemäss verwendet werden können, werden durch die allgemeine Formel X
veranschaulicht, in der X und Y,die gleich oder verschieden sind, jeweils ein Wasserstoffatom,
einen Kohlenwasserstoffrest mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen oder die Ester enthaltende
Gruppe der allgemeinen Formel -(CH2)mCOOR' oder -(CH2)nOCOR" (worin R' und R" jeweils
einen Kohlenn wasserstoffrest mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen und m und n jeweils
0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 10 sind, wobei mindestens X oder Y eine Ester enthaltende
Gruppe bedeuten, sind.
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Praktische Beispiele für Norbornadien-Derivate vom Ester-Typ,
die
als Comonomere erfindungsgemäss verwendet werden können, sind 2-Methoxycarbonyl-bicyclo-z2,2,17-hepta-2,5-dien;
2-Äthoxycarbonyl-bicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien; 2-Propyloxycarbonyl-bicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien;
2-Butyloxycarbonyl-bicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien; 2-Pentyloxycarbonyl-bicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien;
2-Hexyloxycarbonyl-bicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien; 2-Octyloxycarbonyl-bicyclo-LZ,2,llhepta-2,5-dien;
2-Decycloxycarbonyl-bicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien; 2-Methoxycarbony-3-methyl-bicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien;
2-Methoxy-carbonyl-3-äthyl-bicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien; 2,3-Dimethoxicarbonyl-bicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien;
2,3-Diäthoxycarbonylbicyclo-Z2,2,17hepta-2,5-dien; 2,3-Dipropyloxycarbonylbicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien;
2,3-Dibutyloxycarbonylbicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien; 2,3-Dipentyloxycarbonylbicyclo-Z2,2,17hepta-2,5-dien;
2,3-Dihexyloxycarbonylbicyclo-Z2,2,1/-hepta-2,5-dien; 2-Acetoxymethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien;
2-Propionylmethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien; 2-Butyryloxymethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien;
2-Valeryloxymethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien; 2-Caprolyloxy-bicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien;
2-Capryloxymethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien; 2,3-Di(acetoxymethyl)-bicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien;
2,3-Di(propionyloxymethyl)-bicyclo-z2,2,17-hepta-2,5-dien; 2,3-Di(butyryloxymethyl)-bicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien;
2-MethOxyCarbonylmethyl-bicyclo-Z2,2,17-hepta-2,5-dien; 2-Äthoxycarbonylmethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien;
und 2-Propyloxycarbonylmethyl-bicyclo-[2,2,1]-hepta-2,5-dien.
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Die cycloolefinischen Verbindungen, die als Comonomere
bei
der Herstellung der Polymerisationsprodukte durch Ringöffnung erfindungsgemäss verwendet
werden können, werden im allgemeinen in monocyclische, monoolefinische Verbindungen,
nichtkonjugierte cyclische Polyenverbindungen und polycyclische olefinische Verbindungen
unterteilt.
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Die monocyclischen Monoolefin-Verbindungen, die als Comonomere erfindungsgemäss
verwendet werden könnnen entsprechen der allgemeinen Formel XI
wobei n eine ganze Zahl von 3 und 5 bis 20 bedeutet.
-
Typische Beispiele der monocyclischen Monoolefin-Verbindungen, die
erfindungsgemäss verwendet werden können, sind Cyclopenten, Cyclohepten, Cycloocten,
Cyclodecen, Cyclododecen und Derivate dieser monocyclischen Monoolefin-Verbindungen,
die durch mindestens einen Kohlenwasserstoffrest substituiert sind, wobei dieser
Rest eine Alkylgruppe mit höchstens 1o Kohlenstoffatomen.
-
eine Alkenylgruppe mit höchstens lo Kohlenstoffatomen und eine Arylgruppe
mit höchstens lo Kohlenstoffatomen am Methylen-Kohlenstoff ist.
-
Die nicht konjugierten, cyclischen Polyen-Verbindungen, die als Monomere
erfindungsgemäss verwendet werden können, entsprechen den allgemeinen Formeln XII
und XIII
worin l eine ganze Zahl von 1 bis 20 und m und n jeweils eine
ganze Zahl von 2 bis 20 bedeuten.
-
Typische Beispiele für nicht konjugierte, cyclische Polyen-Verbindungen,
die als Monomere erfindungsgemäss verwendet werden können, sind 1,5-Cyclooctadien
und 1,5,9-Cyclododecatrien.
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Weiterhin können die genannten, nicht konjugierten cyclischen Polyen-Verbindungen
durch mindestens einen der genannten Kohlenwasserstoffreste und/oder ein Halogenatom
substituiert sein, wobei auch diese substituierten, nicht konjugierten acyclischen
Polyen-Verbindungen erfindungsgemäss verwendet werden können. Typische Beispiele
für derartige Verbindungen sind 1-Chlor-1,5-cyclooctadien und 1-Methyl-1,5-cyclooctadien.
-
Weitere Beispiele der nicht konjugierten cyclischen Polyen-Verbindungen
werden durch die genannte allgemeine Formel XIII repräsentiert, die ebenfalls erfindungsgemäss
verwendet werden können. Es handelt sich dabei um Oligomere (die im allgemeinen
einen Polymerisationsgrad von höchstens loo aufweisen) und die durch Behandeln der
cyclo-olefinischen Verbindungen, die der allgemeinen Formel XI und XII entsprechen,
wobei eine Polymerisation unter gleichzeitiger chemischer Umsetzung erfolgt.
-
Weiterhin können die polycyclischen olefinischen Verbindungen, die
erfindungsgemäss als Monomere verwendet werden, olefinische Verbindungen sein, die
2 bis 1o Ringe und 1 bis 5 Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen enthalten.
-
Praktische Beispiele für mehrere Hydroxylgruppen enthaltende, olefinische
Verbindungen sind Bicyclo 2, 1l-hepten-2 (d.h.
-
Norbornen); 5-Methyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2; 5-Vinyl-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5,Äthyliden-bicyclo-[2,2,1]-hepten-2;
5-Isopropenyl-bicyclov2,2,12-hepten-2,Dicyclopentadien;
Bicylco-p2,2,1g-hepta-2-2,5-dien (d.h. Norbornadien) und 1,4,5,8-Dimethano-1,2,3,4,4a,5,8,8a-octahydronaphthalen.
-
Der Zweck der Erfindung kann durch ringöffnende Polymerisation von
mindestens einem der genannten Norbornen-Derivate vom Cyanotyp, der Norbornen-Derivate
vom Estertyp, der Norbornen-Derivate vom Äthertyp, der Norbornen-Derivate vom Amidtyp'
der Norbornen-Derivate vom Halogentyp, der Norbornen-Derivate vom Säureanhydridtyp,
der Norbornen-Derivate vom Imidtyp oder durch ringöffnende Copolimerisation von
mindestens zwei dieser Verbindungen oder durch ringöffnende Copolymerisation von
mindestens einer dieser Verbindungen mit mindestens einem Norbornen-Derivat vom
aromatischen Typ, mindestens einem Norbornen-Derivat vom Stickstoff enthaltenden
heterocyclischen Typ, mindestens einem aromatischen Norbornadien-Derivat, mindestens
einem Norbornadien-Derivat vom Estertyp, mindestens einem Norbornen-Derivat, das
verschiedene polare Gruppen enthält, und cyclo-olefinischen Verbindungen erreicht
werden, wobei ein Katalysator-System verwendet wird, das aus einer organometallischen
Verbindung und dem Umsetzungsprodukt von mindestens einem Wolframoxid und Molybdänoxid
und einer Halogen enthaltenden Verbindung erhalten wird.
-
Dazu gibt es zwei oder mehrere Arten von Isomeren, Isomere vom Indo-Typ,
Isomere vom Exo-Typ und weitere entsprechend den Stellungen der Substituenten in
bezug auf die Norbornen-Derivate vom Cyanotyp, die Norbornen-Derivate vom Estertyp,
die Norbornen-Derivate vom Amidtyp, die Norbornen-Derivate vom Halogentyp, die Norbornen-Derivate
vom Säureanhydridtyp, die Norbornen-Derivate vom aromatischen Typ, die aromatischen
Stickstoff enthaltenden heterocyclischen Norbornen-Derivate die Norbornen-Derivate,
die verschiedene polare Gruppen aufweisen und einige cyclo-olefinische Verbindungen
(d.h.
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5,Methyl-bicyclo- 2,2,1 -hepten-2) unter den oben genannten Monomeren,
die als erfindungsgemässes Ausgangsmaterial dienen.
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Bei der Herstellung der Polymerisationsprodukte unter Ringöffnung
im erfindungsgemässen Verfahren können diese Isomeren vor der Verwendung aufgetrennt
werden, beispielsweise durch Rektifizieren oder Rekristallisieren, doch lassen sich
diese auch ohne Auftrennen oder als Gemisch derselben verwenden.
-
Das Monomere, das der allgemeinen Formel I entspricht, kann im allgemeinen
hergestellt werden, indem eine entsprechende Verbindung, die eine Doppelbindung
aufweist (d.h. Acrylnitril, Methyl-methacrylat, Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid,
Styrol, usw.) und Cyclopentadien oder Dicyclopentadien einer Diels-Alder-Reaktion
unterworfen wird. Das Monomere, das der allgemeinen Formel II entspricht, kann entsprechend
hergestellt werden. Bei diesen Umsetzungen hängt die Ausbeute bei der Herstellung
der Monomeren der allgemeinen Formel I und II von den Reaktionsbedingungen ab. Das
Monomere, das der allgemeinen Formel II entspricht, wird ebenfalls durch Unterwerfen
des Monomeren der allgemeinen Formel I und Cyclopentadien oder Dicyclopentadien
entsprechend einer Diels-Alder-Reaktion erhalten, doch bleibt im Falle der Verwendung
des Monomeren entsprechend der allgemeinen Formel I dieses manchmal in nicht umgesetzter
Form im Umsetzungsprodukt. Sofern das Produkt als ein Gemisch des Monomeren der
Formel I und des Monomeren der Formel II in der genannten Umsetzung erhalten wird,
können die Monomeren voneinander getrennt werden, gegebenenfalls durch Rektifizieren
oder durch Rekristallisieren.
-
Bei der Durchführung der Erfindung können die Monomeren so verwendet
werden, wie sie sind.
-
Weiterhin kann durch Erhöhen des Anteils des Monomeren der aBgemeinen
Formel II das Polymerisationsprodukt, das durch
Ringöffnung entsteht,
eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit aufweisen, andererseits weist das so hergestellte
Polymerisat nicht immer eine genügende Verarbeitbarkeit oder Verpressbarkeit auf.
Demgemäss ist es wünschenswert, bei der Durchführung der ringöffnenden Polymerisation
des Norbornen-Derivates vom Cyanotyp, dem Norbornen-Derivat vom Estertyp r dem Norbornen-Derivat
vom Äthertyp, dem Norbornen-Derivat vom Halogentyp, dem Norbornen-Derivat vom Amidotyp,
dem aromatischen Norbornen-Derivat oder der aromatischen, Stickstoff enthaltenden
heterocyclischen Norbornen-Derivaten, die beschrieben wurden, das Monomere der allgemeinen
Formel I als Hauptbestandteil für die Homopolymerisation oder für die Copolymerisation
anzuwenden. Auch ist es bei der ringöffnenden Polymerisation des Norbornen-Derivates
vom Imidtyp aus denselben Grunden vorzuziehen, das Monomere entsprechend der allgemeinen
Formel V als Hauptbestandteil bei der Homopolymerisation oder der Copolymerisation
zu verwenden.
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Im Falle der Verwendung von Norbornen-Derivaten vom Cyanotyp, Norbornen-Derivaten
vom Estertyp, Norbornen-Derivaten vom Äthertyp, Norbornen-Derivaten vom Halogentyp,
Norbornen-Derivaten vom Amidtyp, Norbornen-Derivaten vom Amidtyp, aromatischen Norbornen-Derivaten
oder den aromatischen, Stickstoff enthaltenden heterocyclischen Norbornen-Derivaten
zur Herstellung von Polymerisationsprodukten unter Ringöffnung, fällt die Hitzebeständigkeit
der Polymerisationsprodukte ab entsprechend dem Anstieg der Kohlenstoffanzahl der
Monomeren und deshalb werden bevorzugt Monomere von weniger als 40, insbesondere
von weniger als 20 Kohlenstoffatomen als Gesamte kohlenstoffzahl (einschliesslich
der Kohlenstoffe des Norbornenringes und der polaren Gruppe bzw. der polaren Gruppen)
verwendet. Im Hinblick auf die Norbornen-Derivate vom Halogen typ beträgt die Anzahl
der Halogenatome in jedem der Derivate höchstens lo.
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Bei den bevorzugten Norbornen-Derivaten vom aromatischen Typ ist der
aromatische Kern Phenyl oder ein substituiertes Phenyl. Weiterhin wird in den aromatischen
Stickstoff enthaltenden, heterocyclischen Norbornen-Derivaten bevorzugt als aromatischer
Stickstoff enthaltender heterocyclischer Rest eine Pyridylgruppe oder eine kernsubstituierte
Pyridylgruppe verwendet, die höchstens lo Kohlenstoffatome aufweist.
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Im Hinblick auf di e die Säureanhydrid-Norbornen-Derivate ist die
gesamte Kohlenstoffanzahl vorzugsweise bei höchstens 40 und in diesem Falle werden
Monomere der allgemeinen Formel V oder VI verwendet, bei denen q 0 und m 0 oder
1 und die gesamte Kohlenstoffzahl 20 ist. Bei Norbornadien-Derivaten vom aromatischen
Typ ist die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome höchstens 40, insbesondere weniger als
20. Entsprechend der allgemeinen Formel VIII ist E1 und E4 bevorzugt ein Wasserstoffatom
oder -OCOR (wobei R meist 5 Kohlenstoffatome aufweist) und E2 und E3 sind Wasserstoffatome.
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Bei den Norbornadien-Derivaten vom Estertyp ist die gesamte Kohlenstoffanzahl
höchstens 40, insbesondere weniger als 30.
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Im Falle der ringöffnenden Polymerisation ist mindestens eines der
Norbornen-Derivate vom Cyanotyp, der Norbornen-Derivate vom Estertyp, der Norbornen-Derivate
vom Äthertyp, der Norbornen-Derivate vom Halogentyp und der Norbornen-Derivate vom
Amidtyp (andere Monomere als diese können gegebenenfalls in die ringöffnende Polymerisation
oder Copolymerisation eingeschlossen sein) bevorzugt, dass das Monomere der allgemeinen
Formel I im Polymerisationssystem in einer Menge von mindestens 1 %, bevorzugt mehr
als 1o Mol-%, und insbesondere mehr als 50 Mol-% vorhanden ist. Im Falle der ringöffnenden
Polymerisation von Norbornen-Derivaten vom Imidtyp (weitere Monomere als diese genannten
können gegebenenfalls in die ringöffnende Polymerisation oder Copolymerisation
eingeschlossen
sein), wird bevorzugt, dass das Monomere der allgemeinen Formel V im Polymerisationssystem
in einer Menge von üblicherweise mindestens 1 Mol-%, bevorzugt mehr als 1o Mol-%
und insbesondere mehr als 50 Mol-% verwendet wird.
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Im Falle der ringöffnenden Polymerisation des Monomeren der allgemeinen
Formel VIII ist es bevorzugt, dass das Monomere in einer Menge von üblicherweise
mindestens 1 Mol-%, bevorzugt mehr als 1o Mol-% und insbesondere mehr als 50 Mol-%
vorhanden ist.
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Beim erfindungsgemässen Verfahren kann nur eines dieser Monomeren
der ringöffnenden Polymerisation unterworfen werden, oder es können auch zwei oder
mehr Arten von Monomeren dieser Polymerisation unterworfen werden.
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Die organometallischen Verbindungen, die bei der Herstellung des Katalysatorsystems
erfindungsgemäss verwendet werden können, sind die organometallischen Verbindungen,
die mindestens eines der Metalle enthalten, die zu den Gruppen IA, IIA, IIB, IIIB,
IVA und IVB des periodischen Systems der Elemente angehören und einige dieser organometallischen
Verbindungen, die der allgemeinen Formel MRn entsprechen, in der M ein Metall der
Gruppe IA, IIA, IIB, IIIB, IVA oder IVB des periodischen Systems; R einen organischen
Rest mit höchstens Po Kohlenstoffatomen, ausgewählt aus einer Alkylgruppe, einer
Alkenylgruppe, einer Arylgruppe, einer Aralkylgruppe, einer Alkoxigruppe,einer Phenoxidruppe
und einer Cyclopentadienylgruppe, ein Wasserstoffatom, oder ein Halogenatom bedeuten,
und wobei die Reste, die durch Rn dargestellt werden, gleich oder verschieden sind
und mindestens einer dieser Reste ein Wasserstoffatom oder einen organischen Rest;
n die maximale Wertigkeit des Atoms dieses Metalls oder eine positive ganze Zahl
bedeutet, die unterhalb dem Maximum der Wertigkeit dieses Atoms liegt.
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Weitere Beispiele der organometallischen Verbindungen, die erfindungsgemäss
verwendet werden können, sind die Komplexe der genannten organometallischen Verbindungen
und die äquimolaren Mengen an Pyridin, Triphenylphosphin oder Diäthyläther; die
Umsetzungsprodukte von 1 Mol der genannten organometallischen Verbindungen und höchstens
2,o Mol an Wasser sowie die Komplexsalze von zwei verschiedenen der genannten organometallischen
Verbindungen.
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Beispeile der organometallischen Verbindungen, die erfindungsgemäss
verwendet werden, sind die organometallischen Verbindungen, die Lithium, Natrium,
Kalium, Magnesium, Calcium, Zink, Bor, Aluminium, Gallium, Titan, Zircon, Silicon,
Germanium oder Zinn enthalten. Organometallische Verbindungen, die Lithium, Natrium,
Magnesium, Zink, Aluminium oder Zinn enthalten, werden bevorzugt und besonders bevorzugt
werden die Organoaluminium-Verbindungen. Beispiele für die bevorzugten Organoaluminium-Verbindungen
sind Tritäthylaluminium, Triisobutylaluminium, Trihexylaluminium, Diäthylaluminiumchlorid,
Di-n-butylaluminiumchlorid, Äthyl aluminiumsesquicklorid, Diäthylaluminiumbutoxid
und die Umsetzungsprodukte des Triäthylaluminiums mit Wasser im Mol-Verhältnis 1
: o,5. Weitere Beispiele für Organoaluminium-Verbindungen, die erfindungsgemäss
verwendet werden können, sind in der Beschreibung der japanischen Patentanmeldung
Nr. 23720/75 und der JA-OS 67,999/'74, JA-OS 77,999/'74, JA-OS 58,200/'75, JA-OSs
61,500/'75, JA-OS 71,800/'75 und der JA-OS 75,300/'75 enthalten. Weitere Beispiele
für Organoaluminium-Verbindunggen sind Aluminiumsiloxan-Verbindungen, Aluminiumamid-Verbindungen/Dialumoxan-Verbindungen
und Doppelsalze, die diese Organoaluminium-Verbindungen enthalten.
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Die genannten Aluminiumsiloxan-Verbindungen, die als organometallische
Verbindungen erfindungsgemäss verwendet werden können, entsprechen der allgemeinen
Formel
in der R¹, R² und R³ gleich oder verschieden sind, und jeweils ein Halogenatom,
eine Alkylgruppe mit höchstens 1o Kohlenstoffatomen, eine Alkoxigruppe mit höchstens
lo Kohlenstoffatomen; R4 eine Alkylgruppe mit höchstens lo Kohlenstoffatomen und
R5 eine Alkylgruppe mit höchstens 1o Kohlenstoffatomen, eine Alkoxigruppe mit höchstens
lo Kohlenstoffatomen oder einen Substituenten der Formel
(in der R1 , R2 und R3 gleich oder verschieden sind und die oben genannte Bedeutung
haben und n eine positive Zahl von weniger als lo ist), bedeuten.
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Praktische Beispiele für Aluminiumsiloxan-Verbindungen, die erfindungsgemäss
verwendet werden können, sind Trimethyldimethyl-siloxan, Trimethyldiäthyl-siloxan,
Trimethyl-di-npropyl-siloxan, Trimethyl-diisobutyl-siloxan Trimethyldioctyl-siloxan,
Trichlor-dimethyl-siloxan, Dimethyl-äthyldiäthyl-siloxan, Trimethoxidimethyl-siloxan,
Triäthyldimethylsiloxan, Trimethyldimethoxy-siloxan und Trimethoxidichlorsiloxan.
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Auch Aluminiumamid-Verbindungen können als erfindungsgemässe organometallische
Verbindungen verwendet werden und entsprechen der allgemeinen Formel
in der R11 R2 und R3 gleich oder verschieden sind, jeweils ein Wasstoffatom oder
eine Alkylgruppe mit höchstens lo Kohlenstoffatomen darstelen,und R4 ist ein Halogenatom
oder eine Alkylgruppe mit höchstens lo Kohlenstoffatomen.
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Praktische Beispiele für die Aluminiumamid-Verbindungen, die erfindungsgemäss
verwendet werden, sind Diäthylaluminiumdimethylamid, Diäthylaluminium-diäthylamid,
Dimethylaluminiumdimethylamid Dimethylaluminium-di-n-butyramid, Diäthylaluminiumdi-n-butyramid,
Dichloraluminium-dimethylamid, Dimethylaluminiumdioctylamid, Diisobutylaluminium-di-n-butyramid
und Dihexylaluminium-dioctylamid.
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Die Dialumoxan-Verbindungen, die als organometallische Verbindungen
erfindungsgemäss verwendet werden können, entsprechen der allgemeinen Formel
in der R1, R² und R³gleich oder verschieden sind und jeweils ein Halogenatom, eine
Alkylgruppe mit höchstens 1o Kohlenstoffatomen oder eine Alkoxigruppe mit höchstens
lo Kohlenstoffatomen bedeuten und R4 eine Alkylgruppe mit höchstens 1o Kohlenstoffatomen
bedeuten.
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Beispiele für die Dialumoxan-Verbindungen, die erfindungsgemäss verwendet
werden, sind Tetramethyl-dialumoxan, Tetraäthyl-dialumoxan, Tetraisobutyl-dialumoxan,
1,1-Dimethyl-3,3-diäthyl-dialumoxan, 1,1-Dimethyl-3,3-diisobutyl-dialumoxan, Tetradecyl-dialumoxan,
Trimethyl-dialumoxanchlorid und Triäthyl-dialumoxanchlorid.
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Weitere Beispiele für die organometallischen Verbindungen ausser den
Organoaluminium-Verbindungen sind n-Butyl-lithium, Phenyllithium, n-Amylnatrium,
Cyclopentadienylnatrium, Phenylkalium, Diäthylmagnesium, Äthylmagnesiumchlorid,
Methylmagnesiumiodid, Allylmagnesiumchlorid, n-Propylmagnesiumchlorid, tert.-Butylmagnesiumchlorid,
Phenylmagnesiumchlorid, Diphenylmagnesium, Äthyläthoximagnesium, Dimethylzink, Diäthylzink,
Diäthoxizink, Phenylcalciumiodid, Dibutylborchlorid, Diboran, Trimethylbor, Triäthylsilan,
Siliciumtetrahydrid, Triäthylsilicimhydrid, Dimethylgalliumchlorid, Titantetrahydrid,
Titan-tetra-n-butoxid, Dicyclopentadienyltitan-dichlorid, Dicyclopentadienyl-zircondichlorid,
Tetramethylzinn, Tetraäthylzinn, Trimethylzinnchlorid, Dimethylzinndichlorid, Trimethylzinnhydrid,
ein Komplex von Äthylmagnesiumbromid und Äthanol, und das Umsetzungsprodukt von
Diäthylzink und Wasser (H20/Zn(C2H5)2ZMolverhältnis 2,o.
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Weitere Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare organometallische
Verbindungen sind Doppelsalze von zweien der genannten organometallischen Verbindungen,
wie beispielsweise Lithium, Aluminiumtetrahydrid, Calciumtetraäthylzink usw.
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Bei der praktischen Durchführung der Erfindung können di.e genannten
organometallischen Verbindungen einzeln oder im Gemisch zweier oder mehrerer dieser
Verbindungen verwendet werden.
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Das Umsetzungsprodukt des Oxids und einer Halogen enthaltenden Verbindung
bei der Herstellung des Katalysatorsystems entsprechend der vorliegenden Erfindung
kann durch Umsetzen des Oxids (d.h. Wolframoxid und/oder Molybdänoxid) und einer
Halogen enthaltenden Verbindung hergestellt werden, die ausgewählt ist aus der Gruppe
von Phosphorpentachlorid, Phosphorpentabromid, Phosphorpentafluorid, Phosphoroxytrichlorid,
Phosphortrichlorid, Aluminiumtrichlorid, Aluminiumtribromid, Bortrifluorid, Bortrichlorid,
Titantetrachlorid, Zinntetrachlorid Vanadiumoxytrichlorid, Vanadiumtetrachlorid
und Siliziumtetrachlorid in Gegenwart oder Abwesenheit eines inerten organischen
Lösungsmittels.
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Beispiele für Oxide, die entsprechend der obigen Umsetzung verwendet
werden können sind Wolframtrioxid, Molybdäntrioxid sowie Wolfram- oder Molybdänoxyhalogenide
wie beispielsweise Wolframdioxytrichlorid, Wolframoxytetrachlorid und Molybdänoxytrichlorid.
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Unter den genannten Halogen-enthaltenden Verbindungen, die bei der
Herstellung der Umsetzungsprodukte verwendet werden können, sind beispielsweise
Phosphorpentachlorid, Phosphorpentafluorid, Phosphorpentabromid und Phosphoroxytrichlorid,
die besonders bevorzugt sind.
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Bei der Herstellung der Umsetzungsprodukte des Oxids und der Halogen
enthaltenden Verbindung beträgt das Verhältnis der Halogen enthaltenden Verbindung
zu einem Mol des Oxids üblicherweise 0,01 bis 100 Mol, vorzugsweise 0,05 bis 50
Mol und besonders bevorzugt 0,1 bis 20 Mol. Wenn weniger als 0,01 Mol oder mehr
als 100 Mol der Halogen enthaltenden Verbindung pro Mol des Oxids umgesetzt werden,
verbleibt eine große Menge des nicht umgesetzten Oxids oder der Halogen enthaltenden
Verbindung im Reaktionssystem und trägt nicht zu einer Erhöhung der katalytischen
Aktivität des Katalysators bei.
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Die Umsetzungstemperatur bei der oben genannten Umsetzung beträgt
üblicherweise 0 bis 2500C, vorzugsweise 40 bis 2000C und insbesondere 60 bis 1800C.
Ist die Umsetzungstemperatur niedriger als 0°C, so ist die Umsetzungsrate niedrig,und
ist die Umsetzungstemperatur höher als 2500C, so trägt dies nicht zu einer weiteren
Erhöhung der Aktivität bei der Polymerisation bei.
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Die Umsetzung kann in einem inerten organischen Lösungsmittel durchgeführt
werden, wobei das inerte organische Lösungsmittel ein organisches Lösungsmittel
ist, das keine Umsetzung mit den genannten Oxiden und der Halogen enthaltenden Verbindung
bewirkt und dieses inerte organische Lösungsmittel ist bei der Umsetzungstemperatur
flüssig. Vorzugsweise hat das Lösungsmittel einen Schmelzpunkt unterhalb 300C, vorzugsweise
unterhalb 200C und insbesondere unterhalb von iOOC und einen Siedepunkt von weniger
als 5000C, vorzugsweise tiefer als 4000C und insbesondere tiefer als 3000C.
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Beispiele für inerte organische Lösungsmittel sind aliphatische Kohlenwasserstoffe,
wie Pentan, Hexan, Heptan, Octan und Decan; alicyclische Kohlenwasserstoffe, wie
Cyclopentan und Cyclohexan; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol und
Xylol; halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Äthylchlorid, 1,1-Dichloräthan,
1,2-Dichloräthan, 1,2-Dichloräthylen, 1-Chlorpropan, 2-Chlorpropan, 1-Chlorbutan,
2-Chlorbutan, 1-Chlor-2-methylpropan, 1-Chlorpentan, Chlorbenzol, o-Dichlorbenzol,
m-Dichlorbenzol und p-Dichlorbenzol; sowie Äther, wie Diäthyläther und Tetrahydrofuran.
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Bei der Herstellung des Umsetzungsproduktes des Oxids mit der Halogen
enthaltenden Verbindung beträgt das Verhältnis des inerten organischen Lösungsmittels
zum verwendeten Oxid in Abhängigkeit von den Reaktionsbedingungen im allgemeinen
weniger als 50 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 20 Gew.-%, auf einen Gewichtsteil
des Oxids. Auch wenn mehr als 50 Teile des inerten Lösungsmittels angewendet werden,
trägt dies nicht zu einer Erhöhung
der weiteren Katalysatorenaktivität
bei, wobei die Anwendung einer höheren Menge des inerten organischen Lösungsmittels
bedeutungslos ist.
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Bei der oben genannten Umsetzung zur Herstellung des Umsetzungsproduktes
des Oxids und der Halogen enthaltenden Verbindung kann das oben genannte inerte
Lösungsmittel einzeln oder im Gemisch verwendet werden. Auch können die Oxide und
die Halogen enthaltenden Verbindungen, wie beschrieben, jeweils einzeln oder als
Gemisch angewendet werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der genannten Umsetzung, wird die
Umsetzung unter den oben genannten Reaktionsbedingungen durchgeführt, wobei das
bevorzugte Verhältnis der Reaktionskomponenten und die Umsetzungstemperatur und
die an der Oberfläche gebildete Flüssigkeit als Katalysator-Komponente verwendet
werden. Das Umsetzungsprodukt des Oxids und der Halogen enthaltenden Verbindung,
das entsprechend einer solchen Methode hergestellt wurde, ergibt ein Katalysator
system, das eine sehr hohe katalytische Aktivität (oder Polymerisationsaktivität)
aufweist.
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Die Zeit, die bis zur Beendigung der oben genannten Umsetzung benötigt
wird, hängt von der Umsetzungstemperatur und dem Verhältnis der Halogen enthaltenden
Verbindung zum Oxid im Reaktionssystem ab, sie beträgt im allgemeinen von wenigen
Minuten bis zu wenigen Stunden. Die Umsetzung ist dann beendet, wenn die an der
Oberfläche fließende Flüssigkeit purpurrot oder tief blau wird und wenn das Katalysatorsystem,
das entsprechend der Umsetzung unter Verwendung des Umsetzungsproduktes (insbesondere
der an der Oberfläche befindliçhen Flüssigkeit) die genannte Farbe annimmt, so kann
die ringöffnende Polymerisation bei einer hohen Polymerisationsaktivität durchgeführt
werden.
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Wenn eine an der Oberfläche befindliche Flüssigkeit oder ein Filtrat,
das aus der Lösung, die das Umsetzungsprodukt des Oxids und der Halogen enthaltenden
Verbindung enthält, gemäß der oben genannten Methode gewonnen wird, so erhält man
ein homogenes Katalysatorsystem, doch lassen sich auch die genannten Lösungen
des
Umsetzungsproduktes zusammen mit unlöslichen Anteilen für die Herstellung des Katalysatorsystems
verwenden, ohne daß Schwierigkeiten dabei entstehen.
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Im Katalysatorsystem oder dem Katalysator, der entsprechend dem genannten
Umsetzungsprodukt des Oxids und der Halogen enthaltenden Verbindung und der genannten
organometallischen Verbindung hergestellt wurde, wird das Verhältnis der organometallischen
Verbindungen zu Wolfram und/oder Molybdän, vorzugsweise so gewählt, daß das Umsetzungsprodukt
des Oxids und der Halogen enthaltenden Verbindung 0,1 bis 100 Mol, vorzugsweise
0,3 bis 40 Mol, und besonders bevorzugt 0,5 bis 20 Mol pro Atom-äquivalent des metallischen
Bestandteils oder der metallischen Verbindung oder der metallischen Verbindungen
beträgt. Wenn das Verhältnis der organometallischen Verbindung weniger als 0,1 Mol
pro Atomäquivalent von Wolfram und/oder Molybdän im Umsetzungsprodukt ist, so zeigt
das so hergestellte Katalysatorsystem keine genügende katalytische Aktivität, während
dessen wenn das Verhältnis der organometallischen Verbindung höher als 100 Mol ist,
so läßt sich eine Erhöhung der katalytischen Aktivität nicht mehr erreichen.
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Erfindungsgemäß läßt sich das katalytische System der oben genannten
organometallischen Verbindung und des Umsetzungsprodukts des Oxids und der Halogen
enthaltenden Verbindung wirkungsvoll verwenden, jedoch kann das erfindungsgemäß
verwendete Katalysatot system eine weitere dritte Komponente oder dritte Komponenten
enthalten.
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Beispiele solcher dritter Komponenten sind Wasser, Sauerstoff, Sauerstoff
enthaltende organische Verbindungen, Stickstoff enthaltende organische Verbindungen,
Halogen enthaltende organische Verbindungen, Phosphor enthaltende organische Verbindungen,
Schwefel enthaltende organische Verbindungen und Metall enthaltende organische Verbindungen.
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Die Sauerstoff enthaltenden organischen Verbindungen, die als dritte
Komponenten verwendet werden, weisen weniger als 30 Kohlenstoffatome, vorzugsweise
20 oder weniger als 20 Kohlenstoffatome auf. Beispiele für diese Sauerstoff enthaltenden
organischen Verbindungen sind Peroxide wie ein Alkylperoxid (d.h. tert.-Butylperoxid),
ein Arylperoxid (d.h. Benzoylperoxid), ein Alkylhydroperoxid (d.h. tert.-Butylhydroperoxid),
ein Aralkylhydroperoxid (d.h. Cumenhydroperoxid), eine Persäure (d.h.
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Peressigsäure)und Ester, Ketone und Aldehyde derselben; Epoxide, wie
Äthylenoxid, Buten-1 -oxid, Epichlorhydrin, Allylglycidyläther und Butadienmonooxid;
acetalische Verbindungen, wie Acetaldehyd-diäthylacetal, 1 , 1 -Diäthoxydiäthan
und Dichloracetaldehyd-dimethylacetal; Orthocarboxylsäureester, wie Orthoameisensäurealkylester
(d.h. Orthoameisensäuremethylester); alkohonische Verbindungen, wie ein einwertiger
Alkohol (d.h. Methanol, Äthanol, n-Butylalkohol und Isobutylalkohol), phenolische
Verbindungen (d. h. Phenol) und ein mehrwertiger Alkohol (d.h. Äthylenglycol, Propylenglycol,
Tetramethylenglycol, Glycerin, Xylylenglycol und 1,4-Cyclohexandiol); Carboxylsäuren
wie einwertige aliphatische Carboxylsäuren mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen (d.h.
Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure und Capronsäure) und eine aromatische
oder alicyclische einwertige Carboxylsäure (d.h. Benzoesäure und Cyclohexancarboxyl-säure)
und eine mehrwertige Carboxylsäure, die höchstens 20 Kohlenstoffatome aufweist (d.h.
Bernsteinsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Glutarsäure, Sebacinsäure und 1,4-Cyclohexandicarboxylsäure);
Carboxylsäureanhydride, wie das Anhydrid einer aromatischen oder aliphatischen einwertigen
Carboxylsäure mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen (d.h. Essigsäureanhydrid, Propionsäureanhydrid,
Buttersäureanhydrid und Benzoesäureanhydrid) und die Anhydride einer cyclischen
Säure (d.h. Maleinsäureanhydrid, Citraconsäure, Bicyclo/2,2,1/-hepta-2-en-5,6-dicarboxylsäureanhydrid
und Hexahydrophthalsäureanhydrid); Carboxylsäureester, wie Carboxylsäureester einer
ein- bis dreiwertigen Carboxylsäure, die höchstens 20 Kohlenstoffatome und eines
einwertigen Alkohols oder Phenols, das höchstens 20 Kohlenstoffatome aufweist (d.h.
Ameisensäureätyhlester,
Essigsäuremethylester, Capronsäuremethylester,
Benzoesäureäthylester Bernsteinsäuredimethylester, Glutarsäureäthylester, Sebacinsäureäthylester
und Terephthalsäuredimethylester), einen cyclischen Ester (d.h. t-Butyrolacton und
6-Caprolacton), und Carboxylsäureester, wie einen Carboxylsäureester einer einbis
dreiwertigen Hydroxyverbindung mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen (d.h. ein Ester
eines Alkohols oder eines Phenols) und eine einwertige Carboxylsäure: Carbonatverbindungen,
wie ein Carbonat einer einwertigen Hydroxy-Verbindung (d.h. Diäthylcarbonat, Di-n-propylcarbonat
und Diphenylcarbonat) und ein Tetraalkylorthocarbonat (d.h. Tetramethylorthocarbonat
und Tetra-n-butylorthocarbonat); Ketone, wie Aceton, Methyläthylketon-und Cyclopentanon;
und Äther, wie Diäthyläther, Di-n-butyläther, Anisol und Diphenyläther.
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Die Stickstoff enthaltenden organischen Verbindungen, die als dritte
Bestandteile im Katalysatorsystem zu verwenden sind, weisen weniger als 40 Kohlenstoffatome
auf, vorzugsweise 30 oder weniger als 30 Kohlenstoffatome, besonders bevorzugt sind
20 oder weniger als 20 Kohlenstoffatome. Solche Stickstoff enthaltenden organischen
Verbindungen sind Amine, Stickstoff enthaltende heterocyclische Verbindungen, Säure-Amin-Verbindungen,
Verbindungen, die eine Stickstoff-Sauerstoffbindung enthalten, und Verbindungen,
die eine Stickstoff-Halogenbindung enthalten.
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Beispiele für die aminischen Verbindungen sind primäre Amine, wie
Methylamin, Äthylamin, Isopropylamin, n-Butylamin, Cyclohexylamin, Benzylamin, Anilin
und Naphthylamin; sekundäre Amine, wie Dimethylamin, Methyläthylamin, N-Methylcyclohexylamin,
N-Methylbenzylamin, N-Methylanilin, Pyrrolidin, Diäthylamin, Dicyclohexylamin, Dibenzylamin
und Di-n-propylamin; tertiäre Amine, wie Triäthylamin, Tri-n-butylamin, Methyl-di-n-butylamin,
N,N-Dimethylcyclohexylamin, N,N-Dimethylbenzylamin, N,N-Dimethylanilin und N-Äthylpyrrolidin;
Diamine, wie Äthylendiamin, Trimethylendiamin, Hexamethylendiamin, 1 , 4-Cyclohexandiamin,
p-Phenylendiamin, N,N-Dimethylendiamin, N,N-Dimethylhexamethylendiamin, Piperazin,
N,N,N N N,,N'N'-Tetramethyläthylendiamin und
N,N,N',N'-Tetramethyl-p-phenylendiamin
und die am Stickstoff durch Kohlenwasserstoffreste substituierten Derivate derselben.
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Beispiele für Stickstoff enthaltende heterocyclische Verbindungen
sind Pyridin und die alkylsubstituierten Derivate desselben, wie oder t-Picolin,
2,3-Lutidin, 2,4-Lutidin, 2,5-Lutidin, 2,6-Lutidin, 3,4-Lutidin, 2,5-Lutidin, 2,3,6-Collidin
und 2,4,6-Collidin und Chinolin und die alkylsubstituierten Derivate desselben,
wie 2-Methylchinon, 4-Methylchinolin, 6-Methylchinolin, 7-Methylchinolin, 8-Methylchinolin,
Isochinolin und 1-Methylisochinolin.
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Die Säureamide sind Carboxylsäureamide von ein- oder mehrwertigen
Carboxylsäuren und Ammoniak oder primären oder sekundären Aminen, wie Acetamid,
Propionamid, Hexanamid, Cyclohexancarbonamid, Benzamid, N-Methylacetamid, N-Methylbenzacetoanilid,
N,N-Dimethylformamid, N-Methylacetanilid, Bernsteinsäureamid, Adipinsäureamid und
Maleinsäureamid; cyclische Amide, wie t-Butyrolactam und g-Caprolactum, Harnstoff
und Derivate desselben, wie 1,1 -Dimethylharnstoff, 1 , 3-Dimethylharnstoff, 1,3-di-n-Butylthioharnstoff
und Tetramethylharnstoff; Sulfonamide wie Benzolsulfonamid und p-Toluolsulfonamid
und Hexamethylphosphortriamid.
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Beispiele für Verbindungen mit einer Stickstoff-Sauerstoffbindung
sind N-Nitrosoverbindungen und o-Nitrosoverbindungen, wie N-Nitrosodimethylamin,
N-Nitroso-N-methylphenylamin, N-Nitrosodiphenylamin, n-Amylnitrit und Isoamylnitrit
und aliphatische Nitroverbindungen und aromatische Nitroverbindungen (Nitroaryl-Verbindungen)
mit 1 bis 3 Nitrogruppen und 0 bis 4 Chloratomen, wie Nitroäthan , 4-Chlor-1 -nitrotoluol,
Dinitrophenol, 4-Chlor-2-nitroanisol, 1,3-Dinitrobenzol, Amylnitrat und 1,2-Dinitro-3,5-dichlorbenzol.
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Beispiele für Verbindungen mit einer Stickstoff-Halogenbindung sind
Trichlormelamin, N-Chlorbernsteinsäureimid, N-Brombernsteinsäureimid, N-Chlorphthalsäureimid
und N-Bromphthalsäureimid.
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Die Halogen enthaltenden organischen Verbindungen, die als dritter
Bestandteil im Katalysatorsystem verwendet werden, weisen weniger als 20 Kohlenstoffatome
auf und Beispiele der Halogenenthaltenden organischen Verbindungen sind aliphatische
Kohlenwasserstoffe, die eine oder zwei oder mehr Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen
aufweisen, wobei mindestens ein Kohlenstoffatom dieser Doppelbindungen durch Halogen
substituiert ist, wie Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Trichloräthylen, Tetrachloräthylen,
Chloropren und Hexachlorcyclopentadien; halogenierte aromatische Kohlenwasserstoffe,
wie Chlorbenzol, Brombenzol und Dichlorbenzol; tertiäre Hypohalogenide; Allylhalogenide,
wie Allylchlorid, tertiäre Alkylhalogenide, wie tert.-Butylchlorid, halogenierte
Ketone, wieoc-Chloraceton und halogenierte Alkohole, wie 2-Chloräthanol.
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Die Phosphor enthaltenden organischen Verbndungen, die als dritte
Bestandteile des Katalysatorsystems verwendbar sind, weisen weniger als 30 Kohlenstoffatome
auf und Beispiele dafür sind Phosphine, wie tri-n-butylphosphin und Triphenylphosphin;
Phosphinoxide, wie Tri-n-butylphosphinoxid und Triphenylphosphinoxid, Phosphite,
wie Trimethylphosphit, Triäthylphosphit und Triphenylphosphit; Phosphate, wie Trimethylphosphat,
Tri-n-butylphosphat, und Triphenylphosphat und Verbindungen, die Phosphorchlor-Bindungen
aufweisen, wie Dichlorphenyl- und Chlordiphenyl-Phosphine.
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Schwefel enthaltende organische Verbindungen, die als dritte Bestandteile
im Katalysatorsystem verwendet werden können, weisen weniger als 20 Kohlenstoffatome
auf und Beispiele dafür sind Sulfide, wie Diäthylsulfid, Di-n-butylsulfid, Methylphenylsulfid,
Diphenylsulfid und Thiophen; Sulfoxide, wie Dimethylsulfoxid, Tetramethylensulfoxid
und Di-n-butylsulfoxidj Sulfone, wie Dimethylsulfon, Di-n-propylsulfon, Tetramethylensulfon
und Diphenylsulfon und Verbindungen, die eine Schwefelhalogenbindung aufweisen,
wie Chlorphenylsulfenylchlorid und 2,4-Dinitrophenylsulfenylchlorid.
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Die Metall enthaltenden organischen Verbindungen, die als dritter
Bestandteil im Katalysatorsystem verwendet werden, weisen höchstens 30 Kohlenstoffatome
auf und Beispiele dafür sind die Metallsalze gesättigter einwertiger Carboxylsäuren,
die 2 bis 30 Kohlenstoffatome aufweisen, wie Pripionsäure, 2-Äthylhexansäure, Palmitinsäure,
Heptadecansäure und Nonadecansäure und ein Metall, wie Lithium, Natrium, Magnesium,
Calcium, Barium, Aluminium, Blei, Cobalt und Nickel; die Metallsalze gesättigter
Carboxylsäuren, die eine Cycloalkylgruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen enthalten,
oder eine substituierte Cycloalkylgruppe und die vorgenannten Metalle und die Metallsalze
einer Carboxylsäure, die einen Phenyl- oder einen substituierten Phenylrest und
das vorgenannte Metall enthalten und die Alkoxide, wie AlXn(OR)3 n (n ist 1 oder
2), NaOR, SiXn(OR)4 n(wobei n 0, 1, 2 oder 3 bedeutet) SiX (OR)4~m, SiXm(OR)4~m,
VO(OR)3, Zr(OR)4, Cr(OR)4 und B(OR)3, in der X ein Halogenatom und R eine Alkylgruppe,
eine Cycloalkylgruppe, eine Arylgruppe oder eine Aralkylgruppe bedeutet.
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Bei Verwendung der genannten dritten Komponente als Teil des erfindungsgemäßen
Katalysator systems hängt das Verhältnis von der Art ab, es beträgt jedoch im allgemeinen
weniger als 20 Mol, üblicherweise weniger als 10 Mol pro Atom-Äquivalent des Wolframs
und/oder Molybdäns, das im Katalysator enthalten ist. Wird die dritte Komponente
in einer Menge von mehr als 20 Mol pro Mol der metallischen Komponente angewendet,
so erhöht sich die Polymerisationsaktivität des Katalysators nicht weiter.
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Die Menge des Katalysatorsystems, die bei der erfindungsgemäßen ringöffnenden
Polymerisation verwendet wird, hängt von der Art des Katalysators und der Art des
verwendeten Monomeren ab, im allgemeinen wird bevorzugt, daß die Gramm-Atome von
Wolfram und/oder Molybdän, die im Umsetzungsprodukt des Oxids und der Halogen enthaltenden
Verbindung des Katalysators vorhanden sind, 0,001 bis 100, vorzugsweise 0,005 bis
50 und insbe-sondere 0,01 bis 10 pro 1000 Mol des Monomeren betragen. Wenn die Anzahl
der
Gramm-Atome des Metalls im Umsetzungsprodukt des Oxids und
der Halogen enthaltenden Verbindung weniger als 0,001 pro 1000 Mol des Monomeren
beträgt, so weist der Katalysator eine nicht mehr genügende Polymerisationsaktivität
auf. Andererseits ist, wenn die äquivalenten Metallatome höher als 100 pro Mol des
Monomeren sind, das Entfernen des Katalysators nach der Polymerisation schwierig
und deshalb ist das so hergestellte Polymerisat stark gefärbt.
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In der vorliegenden Erfindung kann das genannte Monomer der ringöffnenden
Polymerisation unter Verwendung eines Katalysatorsystems unterworfen werden, das
aus den oben erwähnten organometallischen Verbindungen und dem Umsetzungsprodukt
des Oxids und der Halogen enthaltenden Verbindung oder dem Umsetzungsprodukt des
Oxids und der Halogen enthaltenden Verbindung, der organometallischen Verbindung
und der vorgenannten dritten Verbindung besteht, in Abwesenheit eines inerten organischen
Lösungsmittels (d.h. Polymerisation in der Masse), doch kann die ringöffnende Polymerisation
auch in einem inerten organischen Lösungsmittel durchgeführt werden. Es ist selbstverständlich,
daß das organische Lösungsmittel, das bei der Polymerisation verwendet wird, das
Katalysatorsystem nicht beeinflußt und die Umsetzung mit dem Monomeren oder den
Monomeren, die erfindungsgemäß verwendet werden, nicht beeinflußt. Es ist insbesondere
vorteilhaft, als Lösungsmittel die inerten organischen Lösungsmittel zu verwenden,
die bei der Umsetzung des Umsetzungsproduktes des Oxids und der Halogen enthaltenden
Verbindung verwendet werden. Beispiele für inerte organische Lösungsmittel sind
solche inerte organische Lösungsmittel, die bei der Herstellung des Umsetzungsprodukts
des Oxides und der Halogen enthaltenden Verbindungen genannt wurden. Die organischen
Lösungsmittel können einzeln oder im Gemisch verwendet werden.
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Bei Durchführung der ringöffnenden Polymerisation im genannten inerten
organischen Lösungsmittel beträgt der Anteil des organischen Lösungsmittels im allgemeinen
höchstens 20 Volumenteile, vorzugsweise 10 Volumenteile pro Volumenteil des Monomeren
oder
der Monomeren. Wenn der Anteil des Lösungsmittels höher als
20 Volumenteile pro Volumenteil des Monomeren beträgt, so wird es schwierig, das
Polymerisationsprodukt, das durch Ringöffnung entstanden ist, nach beendeter Polymerisation
zu gewinnen. Die Rückgewinnung des verwendeten organischen Lösungsmittels ist schwierig.
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Die Polymerisationstemperatur beträgt gewöhnlich von -1000C bis 2000cm
vorzugsweise von 5000 bis 1500C und besonders bevorzugt von OOC bis 1200C. Ist die
Polymerisationstemperatur niedriger als 10000, so wird die Geschwindigkeit der Polymerisation
zu niedrig, was auf eine ungenügende Polymerisationsaktivität im Polymerisationssystem
zurückzuführen ist und deshalb wird eine längere Zeitdauer zur Beendigung der ringöffnenden
Polymerisation nötig. In diesem Falle kann das Gemisch des Monomeren und des vorgenannten
inerten organischen Lösungsmittels sich verfestigen. Andererseits ist, wenn die
Polymerisationstemperatur höher als 2000C ist, es manchmal schwierig, die Polymerisation
genügend zu kontrollieren.
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Vorzugsweise wird die ringöffnende Polymerisation erfindungsgemäß
in einer inerten Gasatmosphäre, wie unter Argon oder Stickstoff durchgeführt. Bei
Anwesenheit von Sauerstoff oder Dampf im Polymerisationssystem wird das Katalysator
system teilweise oder gänzlich abgebaut, wobei es unmöglich ist, reproduzierbare
Ergebnisse zu erhalten.
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Bei Durchführung der ringöffnenden Polymerisation in der beschriebenen
Weise wird das gewünschte Polymerisationsprodukt, das durch Ringöffnung entsteht,
erhalten werden und in diesem Fall kann das Molekulargewicht des durch Ringöffnung
entstandenen Polymerisationsproduktes dadurch erhalten und kontrolliert werden,
daß dem Polymerisationssystem ein das Molekulargewicht regelndes Mittel, wie cs-Olefine
mit höchstens 15 Kohlenstoffatomen (d.h. Äthylen, Propylen, Buten-1, Hexen-1 und
Octen-1) zugesetzt werden; ebenso wie innere Olefine, die höchstens 20 Kohlenstoffatome
aufweisen, (d.h. Buten-2, Hexen-2 und Octen-2); wie auch konjugierte Diolefine
mit
höchstens 20 Kohlenstoffatomen und Halogen substituierte konjugierte Diolefine (d.h.
Butadien, Isopren und Chloropren) und nicht-konjugierte Diolefine mit höchstens
20 Kohlenstoffatomen (d.h. 1,4-Hexadien). Weitere Beispiele für das Molekulargewicht
regelnde Mittel sind Acetylen-Verbindungen mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen, wie
1-Pentin, 2-Pentin, 3-Methyl-1-butin, 1-Hexin, 1-Butylacetylen, 1-Heptin, 3-Octin,
1-Decin, Vinylacetylen, 1,5-Hexa-diin, 1,8-Nona-diin und 1,9-Deca-diin, Allen-Verbindungen
mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen, wie Allen, Methylallen, Äthylallen, Trimethylallen
und Tetramethylallen, Triolefine mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen, wie 1,3,5-Heptatrien,
1,3,5-Octatrien, 1,3,5,7-Octratetraen, 3-Methyl-1 ,3,5-Heptatrien, 3,4-Dimethyl-1,3,5-heptatrien
und 1,3,6-Octatrien, Allylverbindungen mit höchstens 20 Kohlenstoffatomen wie Allylalkohol,
Allyläther, Allyläthyläther, Allylphenyläther, Allylamin, Diallylamin, Allylchlorid,
Allymethacrylat, Diallyloxalat, Diallylmalonat und Diallylphthalat, wie diese in
den Beschreibungen der JA-OS 56 494/75, 56 495/75 56 496/75 und 56 497/75 genannt
sind.
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Im Falle der Verwendung oder der Zugabe eines das Molekulargewicht
regelnden Mittels beträgt der Anteil im allgemeinen höchstens 20 Mol, vorzugsweise
weniger als 10 Mol und besonders bevorzugt weniger als 5 Mol pro 100 Mol des Monomeren,
das bei der ringöffnenden Polymerisation verwendet wird.
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Die erfindungsgemäße ringöffnende Polymerisation kann wirkungsvoll
in Abwesenheit eines ungesättigten Polymerisats durchgeführt werden, sie kann jedoch
auch in Gegenwart eines ungesättigten Polymerisats durchgeführt werden.
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Das ungesättigte Polymerisat, das für diesen Zweck verwendet wird,
hat eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung im Polymer. Beispiele des ungesättigten
Polymers sind Butadien, Kautschuk, der Butadien als Hauptbestandteil enthält, (im
allgemeinen mehr als 50 Gew.-%), wie ein Butadien-Homopolymerisat-Kautschuk, ein
Styrol-Butadien-Copolymerisat-Kautschuk und ein Acrylnitril-Butadien-Copolymerisat-Kautschuk,
Chloropren-Kautschuk, Isopren-Kautschuk,
natürlicher Kautschuk,
Athylen-Propylen-Dienterpolymerisate (im allgemeinen als EPT oder EPDM bezeichnet).
Weitere cycloolefinische kautschukartige Materialien können bei der ringöffnenden
Polymerisation cycloolefinischer Verbindungen verwendet werden.
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Bei der erfindungsgemäßen ringöffnenden Polymerisation in Gegenwart
der vorgenannten ungesättigten Polymeren beträgt die Mooney-Viskosität meist 10
bis 200, vorzugsweise 2 bis 150 und insbesondere 30 bis 130. Auch ist es bevorzugt,
daß das ungesättigte Polymere mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung,
vorzugsweise mehr als 10 Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen auf 1000 gesamte
Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen aufweist.
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Die Verfahren zur Herstellung dieser ungestättigten Polymeren und
die Eigenschaften derselben sind beschrieben in IF Synthetic Rubber Handbook", 1967
von Kanbara et al, veröffentlicht bei Asakura Shoten.
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Die ungesättigten Polymeren, die erfindungsgemäß verwendet werden
können, können ungesättigte Copolymerisate von kautschukartigen Materialien oder
Blockcopolymerisate von kautschukartigen Materialien sein, wie beispielsweise Styrol-Butadien-Copolymerisat-kautschukartige
Materialien.
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Im Falle, daß die erfindungsgemäße ringöffnende Polymerisation in
Gegenwart des ungesättigten Polymeren durchgeführt wird, ist der Anteil des ungesättigten
Polymeren im allgemeinen höchstens 1000 Gew.-Teile, vorzugsweise weniger als 500
Gewichtsteile und insbesondere weniger als 300 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile
des verwendeten Monomeren. Wenn der Anteil des ungesättigten Polymeren höher als
1000 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des Monomeren beträgt, entsteht ein Polymerisat,
das die ausgezeichneten Eigenschaften des verwendeten Monomeren nicht aufweist.
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Bei der erfindungsgemäßen ringöffnenden Polymerisation in Gegenwart
des ungesättigten Polymeren wird das Polymere als Lösung
oder Suspension
Dispersion) desselben im Monomeren oder einem Gemisch des Monomeren und des vorgenannten
inerten organischen Lösungsmittels verwendet. Weiterhin kann die ringöffnende Polymerisation
durch Blockpolymerisation, Pfropf-Polymerisation oder einer Kombination einer Pfropf-Polymerisation
und einer Blockpolymerisation durchgeführt werden.
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Das Pfropf- oder Blockpolymerisationsprodukt, das durch ringöffnende
Polymerisation erfindungsgemäß in Gegenwart des ungesättigten Polymerisats erhalten
wird, zeigt eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit im Vergleich mit Polymerisationsprodukten,
die durch Ringöffnung erhalten werden, wobei die erfindungsgemäße ringöffnende Polymerisation
in Abwesenheit des ungesättigten Polymeren durchgeführt wird, obwohl das Ausmaß
der verbesserten Schlagfestigkeit je nach Anteil des verwendeten ungesättigten Polymerisats
differieren kann. Dies ist besonders nützlich in Anwendungen, bei denen eine hohe
Schlagfestigkeit verlangt wird.
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Nach beendeter ringöffnender Polymerisation kann das Polymerisat auf
verschiedene Weise gewonnen werden. Beispielsweise kann bei der Gewinnung und dem
Entfernen des Katalysators das Verfahren angewandt werden, das üblicherweise in
der Lösungspolymerisation von Isopren oder Butadien angewandt wird Beispielsweise
kann das Verfahren,in dem eine Lösung des Polymerisationsproduktes, das durch Ringöffnung
entsteht, enthalten ist und das nicht umgesetztes Monomeres und Katalysatorrückstände
enthält, zu einem niederen Alkohol (d.h. Methanol und Äthanol) gegeben werden oder
der Alkohol, der eine geringe Menge an Salzsäure enthält, wobei der Katalysatorrückstand
entfernt wird und wobei zugleich das ringöffnende Polymerisationsprodukt durch Abscheiden
erhalten wird und ein Verfahren, in welchem die Lösung eines organischen Lösungsmittels,
das das durch Ringöffnung entstandene Polymerisationsprodukt, das nicht-umgesetzte
Monomere und den Katalysatorrückstand enthält, einheitlich mit einem inerten organischen
Lösungsmittel vermischt wird (d.h. Methylenchlorid), das mit Wasser nicht mischbar
ist, und wobei das sich ergebende Gemisch mit einem Wasser enthaltenden Geliermittel
(d.h. Äthylendiamin, Tetraessigsäure
und Nitrilotriessigsäure)
und wobei nach dem Entfernen des Katalysatorrückstandes das organische Lösungsmittel
aus dem Reaktionsgemisch entfernt wird. Andere Reinigungsverfahren (Nachbehandlungen),
die für das Wiedergewinnen der erfindungsgemäßen durch Ringöffnung entstandenen
Polymerisationsprodukte verwendet werden, sind beschrieben in den Beschreibungen
der JA-OS 100 500/73, 67 999/74, 77 999/75, 130 500/74 und 58 200/75 und den japanischen
Patentanmeldungen 119 968/73, 123 329/73, 9208/74, 68 680/74, 61 851/74, 69 243/74
und 125 981/74.
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Wie bereits erwähnt, weisen die bei der Herstellung durch ringöffnende
Polymerisation erhaltenen Produkte ausgezeichnete physikalische Eigenschaften (d.h.
Schlagfestigkeit und Tieftemperatur-Schlagfestigkeit) auf und andere ausgezeichnete
Eigenschaften, wie Gießbarkeit und Transparenz. Die durch Ringöffnung entstandenen
Polymerisationsprodukte zeigen hohe Klebstoffeigenschaften oder die durch Ringöffnung
entstandenen Polymerisationsprodukte sind als Ionenaustauscherharze oder Koagulationsmittel
erfindungsgemäß verwendbar, wobei die Ausbeute an durch Ringöffnung entstandenen
Polymerisationsprodukte pro Einheit des Katalysators hoch ist, was auf eine sehr
hohe Polymerisationsaktivität hinweist. Deshalb kann eine vergleichsweise geringe
Menge an Katalysator bei der Herstellung einer bestimmten Menge eines durch Ringöffnung
entstandenen Polymerisationsproduktes verwendet werden, wobei die Menge des Katalysators
ebenso reduziert werden kann wie das erhaltene ringgeöffnete Polymerisatonsprodukt
sehr leicht gereinigt werden kann oder wie es der Fall ist, wenn die Reinigung des
Produktes weggelassen wird.
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Erfindungsgemäß zeigen die durch Ringöffnung entstandenen Polymerisationsprodukte
(Pfropf- und/oder Blockpolymerisationsprodukte) eine höhere ausgezeichnete Schlagfestigkeit
und Tieftemperaturschlagfestigkeit, wenn die ringöffnende Polymerisation (Pfropf-
und/oder Blockpolymerisation) in Gegenwart des ungesättigten Polymeren durchgeführt
wird.
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Aufgrund der erwähnten ausgezeichneten Eigenschaften der durch.
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Ringöffnung hergestellten erfindungsgemäßen Polymerisationsprodukte,
können diese für verschiedene Anwendungszwecke verwendet werden, jedoch können sie
nach den Anwendungszwecken mit einem oder mehreren Zusätzen vermischt werden, die
mit den ringgeöffneten Polymerisationsprodukten oder ringgeöffneten Pfropf- und/
oder Blockpolymerisationsprodukten verträglich sind, wie Vinylchlorid-Polymerisate,
Styrolhomopolymerisate, Copolymerisate, die durch Copolymerisation von mindestens
zwei Monomeren des Styrols, Acrylnitrils und Methylmethacrylats erhalten werden;
Pfropfpolymerisaten, die durch Pfropfpolymerisation von mindestens einem Bestandteil
von Styrol, Acrylnitril, Vinylchlorid und Methylmethacrylat zum unten genannten
kautschukartigen Material erhalten werden; Butadien-Kautschuk, der Butadien als
Hauptbestandteil enthält; chlorierte polyäthylenische kautschukartige Materialien;
kautschukartige Acrylat-Materialien; kautschukartige Materialien aus Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisaten
und kautschukartigem Chloropren. Die Eigenschaften der durch Ringöffnung erhaltenen
Polymerisationsprodukte oder der durch Ringöffnung erhaltenen Pfropf- und/oder Blockpolymerisationsprodukte,
die erfindungsgemäß erhalten werden können, können durch Zusatz weiterer Additive
verbessert werden, wie von synthetischen Harzen, Lichtstabilisatoren (Ultraviolettstrahlung),
Stabilisatoren gegen Hitze, Sauerstoff und Ozon; flammhemmende Mittel, Schmiermittel,
Füllstoffe, Verstärkungsmaterialien und die Schlagfestigkeit verbessernde Mittel
(d.h. Metallsalze von Carboxylsäuren), farbgebende Mittel, antistatische Mittel
und Schaummittel.
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Die durch Ringöffnung erhaltenen Polymerisationsprodukte, Pfropf-und/oder
Blockpolymerisationsprodukte und die genannten Gemische, dieser erfindungsgemäß
erhaltenen Polymerisatonsprodukte können als solche verwendet werden oder sie können
in verschiedene Formen gepreßt werden, wie Tabletten, Filme, Folien, Röhren, Stäbe,
Behälter usw., wobei ein Preßformverfahren verwendet wird, das üblicherweise für
synthetische Harze angewandt wird, wie ein Preßverfahren durch Druck, ein Extrusions-Preßverfahren,
ein
Einspritzpreßverfahren und ein Blaspreß(Spritz)-Verfahren.
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Auch können die vorgenannten erfindungsgemäß durch Ringöffnung hergestellten
Polymerisationsprodukte, die durch Ringöffnung entstandenen Pfropf- und/oder Blockpolymerisationsprodukte
oder Gemische derselben als Propfpolymerisate durch Pfropfpolymerisation auf eine
Vinylverbindung, wie Styrol, Vinylchlorid, Acrylnitril und Methylmethacrylat verwendet
werden oder sie können einer Umsetzung unterworfen werden, um das Molekulargewicht
zu erhöhen.
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Da, wie bereits erwähnt, die erfindungsgemäßen Polymerisationsprodukte,
die durch Ringöffnung entstanden sind, verschiedene Vorzüge haben, und sie in verschiedenen
Arten unter Verwendung der genannten Preßmethoden verpreßt werden können, können
sie in verschiedenen Anwendungsgebieten, wie beispielsweise als Behälter, wie als
Flaschen, Filme und sekundäre Fabrikationsprodukte, d.h. Taschen und Verpackungsmaterialien,
tägliche Gebrauchsartikel, Maschinenteile, Teile für elektrische Ausrüstungen und
Beleuchtungskörper, Röhren und landwirtschaftlichen Vorrichtungen und Teile derselben
verwendet werden.
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Auch können die Polymerisationsprodukte und die Pfropf-und/oder Blockpolymerisationsprodukte,
die erfindungsgemäß durch Ringöffnung erhalten werden, als solche oder nach dem
Erhöhen des Molekulargewichts als Ionenaustauscherharze, Koagulationsmittel, Klebstoffe
und Uberzugsmaterialien verwendet werden.
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Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele im einzelnen
erläutert. In den Beispielen und den Vergleichsbeispielen wird die reduzierte Viskosität
bei einer Temperatur von 300C und bei einer Konzentration von 0,1 g/dl unter Verwendung
von Dimethylformamid oder 1,2-Dichloräthan als Lösungsmittel gemessen.
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Beispiel 1 In einem 500 ml fassenden Dreihalskolben, der vollständig
mit einer Stickstoffatmosphäre gefüllt ist, werden 35,1 g (0,152 Mol) Wolframtrioxid,
37,9 g (0,182 Mol) Phosphorpentachlorid und 100 ml o-Dichlorbenzol vorgelegt. Anschließend
wird die Temperatur des Reaktionssystems auf 1200C erhöht. Die Reaktion wird sodann
60 Minuten bei dieser Temperatur durchgeführt, wobei das Reaktionssystem gründlich
gerührt wird. Der gelöste Anteil (überstand) verfärbt sich dabei von farblos zu
dunkelrot.
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Am Kolbenboden verbleibt eine beträchtliche Menge an gelbem Niederschlag.
Die Wolframkonzentration im Lösungsanteil wird durch Fluoreszenz-Röntgenstrahlenmessung
zu 0,40 Mol/l bestimmt.
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Anschließend werden in einen 1 1 fassenden Glasautoklaven, der vollständig
mit Stickstoff gespült ist, 1,0 ml (0,40 Millimol metallisches Wolfram) vom flüssigen
überstand des Reaktionsproduktes (Reaktionsprodukt aus Wolframtrioxid und Phosphorpentachlorid),
250 ml 1,2-Dichloräthan (hergestellt durch Vortrocknen eines hochwertigen, handelsüblrchen
Produkts über Calciumhydrid und anschließende Rektifikation; das rektifizierte Produkt
enthält etwa 5 bis 7 ppm Wasser; dieses Produkt wird auch in den übrigen Beispielen
verwendet), 150 g 5-Cyano-bicyclo-/2,2,1/-hepten-2(Reinheitsgrad höher als 99,9
%, gaschromatografisch bestimmt, mit einem endo-Gehalt von 60 %) als Monomer und
6,0 ml einer Lösung von Diäthylaluminiumchlorid in 1,2-Dichloräthan (1,0 Mol/l)
gegeben. Anschließend wird unter gründlichem Rühren 60 Minuten bei 700C polymerisiert.
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Nach beendeter Polymerisation läßt man das Polymerisationssystem etwa
auf Raumtemperatur abkühlen und setzt 150 ml des vorgenannten 1,2-Dichloräthans
zu. Unlösliche Bestandteile werden mittels einer Glasnutsche abfiltriert. Das Filtrat
wird mit 0,5 g bis-(2-Hydroxy-3-tert. -butyl-5-methylphenyl)methan versetzt. Das
erhaltene Gemisch wird in eine solche Menge Methanol, die dem 5-fachen Volumen des
1,2-Dichloräthans entspricht, gegossen, wobei sich
ein Polymerisat
als Niederschlag bildet. Dieses Polymerisat wird abfiltriert, gründlich mit Methanol
gewaschen und anschließend über Nacht unter vermindertem Druck bei 500C getrocknet.
Man erhält 78 g eines schwach-gelb gefärbten Polymerisats. Der Umwandlungsgrad für
das Polymerisat (bezogen auf das monomere Produkt) beträgt 52 % und die reduzierte
Viskosität (Lösungsmittel: Dimethylformamid) des Polymerisats 1,43.
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Beispiel 2 Man verfährt wie in Beispiel 1 und stellt ein Reaktionsprodukt
aus dem Oxid und der Halogenverbindung durch 60 minütiges Rühren her, wobei man
jedoch anstelle von Wolframtrioxid 21,9 g (0,152 Mol) Molybdäntrioxid verwendet.
Die Färbung des flüssigen überstands wird purpurstichig rot. Am Kolbenboden verbleibt
eine beträchtliche Menge eines weißen Niederschlags. Die Molybdänkonzentration im
Uberstand wird durch Fluoreszenz-Röntgenstrahlenmessung zu 0,38 g/l bestimmt.
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Man polymerisiert gemäß Beispiel 1, verwendet aber anstelle des in
Beispiel 1 eingesetzten Reaktionsprodukts 2,0 ml (0,76 Millimol metallisches Molybdän)
des flüssigen überstands des in der vorgenannten Reaktionsstufe erhaltenen Reaktionsprodukts.
Nach beendeter Polymerisation wird das gebildete Polymerisat gemäß Beispiel 1- gewonnen
(Nachbehandlung). Auf diese Weise erhält man 68 g schwach-gelb gefärbtes Polymerisat.
Der Umwandlungsgrad zum Polymerisat beträgt 45 % und die reduzierte Viskosität des
Polymerisats (Lösungsmittel: Dimethylformamid)1,09.
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Vergleichsbeispiel 1 Beispiel 1 wird wiederholt, mit der Abänderung,
daß kein Phosphorpentachlorid verwendet wird.
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Man führt die Polymerisation und die Nachbehandlung gemäß Beispiel
1 durch, erhält aber kein Polymerisat.
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Beispiele 3 bis 7 Man verfährt wie in Beispiel 1, verwendet aber
anstelle von Diäthylaluminiumchlorid die in Tabelle I angegebenen Organoaluminiumverbindungen
oder deren Reaktionsprodukte. Ferner werden die in Tabelle I angegebenen Polymerisationstemperaturen
eingehalten.
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Nach beendeter Polymerisation wird das gebildete Polymerisat jeweils
gewonnen. Der Umwandlungsgrad und die reduzierte Viskosität (Lösungsmittel: Dimethylformamid)
des Polymerisats sind ebenfalls in Tabelle I angegeben: Tabelle I Beispiel Polymerisati-
Organoaluminium- Umwandlungs- reduzierte onstemOperatur verbindung1) grad (%) Viskosität
C) 3 50 Triäthylaluminium 48 1,20 4 80 Äthylaluminiumdi- 29 0,90 chlorid 5 50 Al(C2H5)3H2O2)
45 1,17 6 60 (CH3)3SiOAl(C2H5)23) 43 1,05 7 70 (C2H5)2NAl(c2H5)2 4) 39 0,98 1):
Molanzahl wie in Beispiel 1, gemäß Aluminiumkonzentration.
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2): Reaktionsprodukt aus 2 Mol Tritäthylaluminium und 1 Mol Wasser.
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3): Reaktionsprodukt aus 1 Mol Trimethylsilanol und 1 Mol Triäthyl
aluminium.
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4): Reaktionsprodukt aus 1 Mol Diäthylamin und 1 Mol Triäthylaluminium.
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Beispiele 8 bis 15 Man führt das Polymerisationsverfahren von Beispiel
1 mit der Abänderung durch, darnach Zugabe des bei der Durchführung der Polymerisation
in Beispiel 1 verwendeten Reaktionsprodukts zum Reaktionssystem als dritte Katalysatorkomponente
die in Tabelle II angegebenen Verbindungen zugesetzt werden und nach 10-minütigem
gründlichen Rühren des Reaktionssystems bei Raumtemperatur 1,2-Dichloräthan zugegeben
wird. Nach beendeter Polymerisation wird das Polymerisat jeweils gewonnen. Die Ergebnisse
sind in Tabelle II angeführt.
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Tabelle II Beispiel dritte Katalysatorkomponente Umwandlungs- reduzierte
Art Mengel)grad (%) Viskosität 8 Diäthylacetal 2,40 78 1,07 9 Wasser 1,80 70 0,90
10 Isopropylamin 2,40 69 1,35 11 oc-Chloraceton 1,80 75 1,19 12 Triphenylphosphin
3,60 79 1,00 13 Diäthylsulfid 4,80 76 0,88 14 Äthylsilicat 2,40 89 1,25 15 Äthylsilicat
4,80 88 1,29 1): Millimol 2): Lösungsmittel: Dimethylformamid.
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Beispiele 16 bis 30 Man verfährt wie in Beispiel 1, ändert aber die
Menge an Phosphorpentachlorid oder setzt eine andere Reaktionskomponente anstelle
von Phosphorpentachlorid ein. Die entsprechenden Angaben finden sich in Tabelle
III.
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Anschließend wird die Polymerisation gemäß Beispiel 1 durchgeführt,
mit der Abänderung, daß das in der vorgenannten Stufe gebildete Reaktionsprodukt
anstelle des in Beispiel 1 verwendeten Reaktionsprodukts eingesetzt wird. Nach beendeter
Polymerisation wird das Polymerisat jeweils gewonnen. Es werden gemäß Beispiel 1
entsprechende Mengen an metallischem Wolfram verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle
III zusammengestellt.
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Tabelle III Beispiel Reaktionskomponente Polymerisationsergebnis
Art Menge + + + (Mol) (A) (B) (C) (g) (%) 16 Phosphorpentachlorid 0,500 89 59 1,39
17 Phosphorpentabromid 0,500 74 49 0,98 18 Phosphorpentafluorid 0,500 72 48 1,02
19 Phosphoroxitrichlorid 0,500 66 44 1,14 20 Phosphortrichlorid 0,500 57 38 0,91
21 Aluminiumtrichlorid 0,500 69 46 0,89 22 Aluminiumtribromid 0,600 66 44 1,10 23
Aluminiumtrijodid 0,600 62 41 1,08 24 Bortrifluorid 0,600 57 38 1,19 25 Bortrichlorid
0,500 60 40 1,21 26 Titantetrachlorid 0,400 56 37 0,89 27 Zinntetrachlorid 0,400
57 38 0,85 28 Vanadinoxitrichlorid 0,500 62 41 1,25 29 Vanadintetrachlorid 0,400
60 40 1,08 30 Siliziumtetrachlorid 0,364 57 38 0,90 (A): Ausbeute (B): Umwandlungsgrad
(C): reduzierte Viskosität (Lösungsmittel: Dimethylformamid)
Beispiele
31 und 32 Man verfährt wie in Beispiel 1, mit der Abänderung, daß nach Zugabe des
eingesetzten Diäthylaluminiumchlorids in den Autoklaven ein in Tabelle IV angegebener
Molekulargewichtsregler in einer Menge von 1,0 Mol-% zugegeben wird. Nach beendeter
Polymerisation wird das gebildete Polymerisat gemäß Beispiel 1 gewonnen. Die Ergebnisse
sind in Tabelle IV zusammengestellt.
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Tabelle IV Beispiel Molekulargewichtsregler Umwandlungsgrad reduzierte
(%) Viskosität 31 Hexen-1 49 0,45 32 Butadien . 50 0,57 1): Lösungsmittel: Dimethylformamid
Beispiele 33 bis 43 Man führt das gleiche Polymerisationsverfahren wie in Beispiel
1 durch, mit der Abänderung, daß anstelle der in Beispiel verwendeten monomeren
Verbindung die in Tabelle V angegebenen monomeren Verbindungen eingesetzt werden.
Das Polymerisat wird gemäß Beispiel 1 jeweils gewonnen. Die Ergebnisse sind in Tabelle
V zusammengestellt.
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Tabelle V Beispiel Eingesetzte monomere Verbindung Umwandlungs- reduzierte
grad (%) Viskosität 33 5-Cyano-5-methyl-bicyclo-/2,2,17- 67 1,22a) hepten-2 34 5-Acetoxy-bicyclo-/2,2,17-hepten-2
48 0,85 ) 35 5,6-Dimethoxycarbonyl-bicyclo- 51 0,70a) 2,2,1/-hepten-2 36 5-Methoxymethyl-bicyclo-/2,2,17-
48 0,69a) hepten-2
Fortsetzung Tabelle V Beispiel Eingesetzte monomere
Verbindung Umwandlungs- reduzierte grad (%) Viskosität 37 5-Chlormethyl-bicyclo-/2,2,1/-
43 0,80b) hepten-2 38 5,5-Dichlor-bicyclo-/2,2,17- 40 1,11b) hepten-2 39 N-Phenyl-3,6-methylen-1,2,3,6-
58 1,03b) tetrahydro-cis-phthalimid 40 N,N-Diäthyl-bicyclo-/2,2,17-hepten-46 0,94a)
2-carbonamid- 5 41 5-(4-Chinolyl)-bicyclo-/2,2,17- 49 0,81a) hepten-2 42 3,6-Methylen-1,2,3,6-tetrahydro-
63 0,97a) cis-phthalsäureanhydrid 43 N-Butyl-3,6-methylen-1,2,3,6- 55 1,07a) tetrahydro-cis-phthalimid
a): Lösungsmittel: Dimethylformamid b): Lösungsmittel: 1,2-Dichloräthan Beispiele
44 bis 46 und Vergleichsbeispiele 2 bis 4 Man verfährt wie in Beispiel 1,mit der
Abänderung, daß anstelle von Wolframtrioxid die in Tabelle VI-1 angegebenen Oxide
eingesetzt werden. Die Polymerisation wird gemäß Beispiel 1 durchgeführt, mit der
Ausnahme, daß das in der vorgenannten Stufe hergestellte Reaktionsprodukt anstelle
des in Beispiel 1 verwendeten Reaktionsprodukts eingesetzt wird. Gemäß Beispiel
1 wird eine äquivalente Menge an metallischem Wolfram oder Molybdän im flüssigen
Überstand des Reaktionsprodukts verwendet. Nach beendeter Polymerisation wird das
Polymerisat jeweils gewonnen.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle VI-1 zusammengestellt.
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Anschließend wird das Verfahren der Beispiele 44 bis 46 wiederholt,
mit der Abänderung, daß kein Phosphorpentachlorid verwendet wird. Die Polymerisation
wird gemäß den Beispielen 44 bis 46 durchgeführt. Nach beendeter Polymerisation
wird das Produkt jeweils
gewonnen. Die Ergebnisse sind in Tabelle
VI-2 zusammengestellt.
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Tabelle VI-1 Beispiel Oxid Umwandlungs- reduzierte Art Menge (g)
grad (%) Viskosität1 44 Wolframdioxydichlorid 40,5 50 1,40 45 Wolframoxytetrachlorid
60,3 53 1,38 46 Molybdänoxytrichlorid 45,0 41 1,12 1): Lösungsmittel: Dimethylformamid
Tabelle VI-2 Vergleichs- Oxid Umwandlungs- reduzierte beispiel Art Menge (g) grad
(%) Viskosität 2 Wolframdioxytrichlorid 40,5 0 3 Wolframoxytetrachlorid 60,3 0 4
Molybdänoxytrichlorid 45,0 8 0,57 1): Lösungsmittel: Dimethylformamid Vergleichsbeispiel
5 Man verfährt wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß zur Herstellung des Reaktionsproduktes
kein Wolframtrioxid verwendet wird.
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Man polymerisiert gemäß Beispiel 1, mit der Abänderung, daß das vorgesetzte
Reaktionsprodukt eingesetzt wird. Man erhält jedoch in diesem Fall kein Polymerisat.
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Vergleichsbeispiele 6 bis 10 Man verfährt wie in Beispiel 1, verwendet
aber die in Tabelle VII angegebenen Oxide in einer Menge von 0,40 Millimol anstelle
des in Beispiel 1 verwendeten flüssigen Überstands des Reaktionsprodukts. Nach beendeter
Polymerisation wird das Polymerisat jeweils
gewonnen. Die Ergebnisse
sind in Tabelle VII zusammengestellt.
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Tabelle VII Vergleichs- Oxid Umwandlungs- reduzierte beispiel grad
(%) Viskosität 6 Wolframtrioxid o ~ 7 Molybdäntrioxid O 8 Wolframdioxydichlorid
5 0,49 9 Wolframoxytetrachlorid 8 0,40 10 Molybdänoxytrichlorid 3 0,55 1): Lösungsmittel:
Dimethylformamid Vergleichsbeispiel 11 Man verfährt wie in Beispiel 1, mit der Abänderung,
daß man anstelle des in Beispiel 1 verwendeten flüssigen Überstands des Reaktionsproduktes
2,0 ml einer Lösung von Wolframhexachlorid in 1,2-Dichloräthan (0,2 Mol/l; 0,40
Millimol Wolframhexachlorid) verwendet. Nach beendeter Reaktion wird das Polymerisat
gewonnen. Der Umwandlungsgrad für das Polymerisat beträgt 35 % und die reduzierte
Viskosität des Polymerisats 1,21 (Lösungsmittel: Dimethylformamid).
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Vergleichsbeispiele 12 bis 16 Man verfährt wie in Vergleichsbeispiel
11, mit der Abänderung, daß anstelle der in Beispiel 11 verwendeten Organoaluminiumverbindung
die in Tabelle VIII angegebenen-Organoaluminiumchloride eingesetzt werden. Nach
beendeter Polymerisation wird das Polymerisat jeweils gewonnen. Die Ergebnisse sind
in Tabelle VIII zusammengestellt.
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Vergleichs- (A) Organoaluminiumverbin- Umwandlungs- reduzierte beispiel
(°C) dung1) grad (%) Viskosität@ 12 50 Triäthylaluminium 28 0,98 13 80 Äthylaluminiumdichlorid
15 0,70 14 50 Al(C2H5)3/H2O2) 3) 20 1,09 15 60 (CH3)3Si0Al(C2H5) 2 25 1,02 16 70
(C2H5)2NAl(C2H5)2 4) 21 0,89 (A): Polymerisationstemperatur 1): Molanzahl wie in
Beispiel 1 gemäß Aluminiumkonzentration.
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2): Reaktionsprodukt aus 2 Mol Triäthylaluminium und 1 Mol Wasser
3): Reaktionsprodukt aus 1 Mol Trimethylsilanol und 1 Mol Triäthylaluminium.
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4): Reaktionsprodukt aus 1 Mol Diäthylamin und 1 Mol Triäthylaluminium.
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Beispiele 47 bis 54 Man verfährt wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme,
daß man anstelle des in Beispiel 1 verwendeten 5-Cyano-bicyclo-/2,2,1/-hepten-2
ein Lösungsgemisch aus 70 Mol-% 5-Cyano-bicyclo-/2,2,1/-hepten-2 und 30 Mol-% der
in Tabelle IX angegebenen monomeren Verbindung verwendet. Nach beendeter Polymerisation
wird das Polymerisat jeweils gewonnen. Die Ergebnisse sind in Tabelle IX zusammengestellt.
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Tabelle IX Beispiel monomere Verbindung Copolymeri- Umwandlungs-
reduzierte sationsver- grad (%) Viskosität hältnis 1) 47 Monomer (A)3) 79 50 1,30a)
48 Monomer (B)4) 77 48 1,09a) 49 Monomer (C)5> 56 59 0,88b) 50 Monomer (D)6>
51 61 0,97b)
Fortsetzung Tabelle IX Beispiel monomere Verbindung
Copolymeri- Umwandlungs- reduzierte sationsver- grad (%) Viskosität hältnis1) 51
Monomer (E)8)7) 78 48 1,00b)a) 52 -Monomer (F)8) 71 53 0,98b) 53 Monomer (G)109)
63 60 0,87b) 54 Monomer -(H)10) 75 58 1,08b) 1): Copolymerisationsverhältnis von
5-Cyano-bicycio/2, 2,17-hepten-2 im erhaltenen Copolymerisat in Mol-%' 2): a) Lösungsmittel:
Dimethylformamid, b) Lösungsmittel: 1,2-Dichloräthan, 3): 5-Cyano-5-methyl-bicyclo[2,2,1]-hepten-2,
4): 5-Methyl-5-methoxycarbonyl-bicycloL2,2,1 5): Bicyclo[2,2,1]-hepten-2, 6): Cyclopenten,
7): 5-(2-Pyridyl)-bicyclo[2,2,1]-hepten-2, 8): 1,4-Dihydro-1,4-methanonaphthalin,
9): 1,5-Cyclooctadien, 10: 2,3-Diäthoxycarbonyl-bicyclo[2,2,1]-hepta-2,5-dien.
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Beispiel 55 Ein 1 1 fassender Glasautoklav, dessen Atmosphäre vollständig
durch Stickstoff verdrängt ist, wird mit 20,0 g cis-1,4-Polybutadien (JSR BR-01;
Handelsbezeichnung der Firma Nippon Synthetic Rubber Co., Mooney-Viskosität 45 (ML1+4
1000C), cis-1,4-Gehalt 97,5 %), das aus Toluol und Methanol umgefällt und über Nacht
bei etwa 600C unter vermindertem Druck getrocknet worden ist, beschickt. Anschließend
werden 500 ml 1,2-Dichloräthan zugesetzt und das Polybutadien wird vollständig in
Lösung gebracht. Sodann wird die auf diese Weise hergestellte Lösung mit 30,0 g
5-Cyano-bicyclo-/2,2,17-hepten-2 als monomere Verbindung versetzt. Es wird gründlich
gerührt. Nach Zugabe von 5,0 ml des flüssigen überstands des Reaktionsprodukts,
wie er in Beispiel 1 verwendet wird, und 10,0 ml einer Lösung von Diäthylaluminiumchlorid
in
1,2-Dichloräthan (1,0 Mol/l) wird die Polymerisation bei 700C 120 Minuten unter
Rühren durchgeführt.
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Nach beendeter Polymerisation wird das Polymerisat gemäß Beispiel
1 gewonnen. Man erhält 48,0 g Polymerisat. Bei der IR-Spektralanalyse zeigt das
Polymerisat die charakteristischen Absorptionsbanden von 5-Cyano-bicyclo-Z2,2,17-hepten-2
sowie auch die charakteristischen Absorptionsbanden von Polybutadien. Das erhaltene
Polymerisat ist in Toluol löslich, während 5-Cyano-bicyclo-/2,2,17-hepten-2 in Toluol
unlöslich ist. Ferner läßt sich bei einem Extraktionsversuch unter Verwendung n-Heptan,
das ein Lösungsmittel für Polybutadien ist, keine Extraktion des Produkts feststellen.
Aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich, daß das erhaltene Polymerisat ein
Copolymerisat von 5-Cyano-bicyclo-/2,2,1/-hepten-2 und Polybutadien ist. Das Copolymerisat
enthält praktisch kein Polybutadien-Homopolymerisat und durch Ringöffnung entstandenes
Homopolymerisationsprodukt von 5-Cyano-bicyclo-2, 2,1 7-hepten-2.