DE2941143A1 - Aethylen-buten-1-copolymere und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents
Aethylen-buten-1-copolymere und verfahren zu ihrer herstellungInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F210/00—Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
- C08F210/16—Copolymers of ethene with alpha-alkenes, e.g. EP rubbers
- C08F210/18—Copolymers of ethene with alpha-alkenes, e.g. EP rubbers with non-conjugated dienes, e.g. EPT rubbers
Description
Die Erfindung beitrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von ÄthyJencopolymeren mit mittlerer oder niedriger Dichte
durch Dampfphasenpolymerisation unter Verwendung eines
Ziegler-Katalysators von hoher Aktivität.
Polyäthylene;, die unter verwendung eines Katalysators aus einer Ubergangsmetallverbindung und einer Organometallverbindung
erhalten werden, werden gewöhnlich durch Suspensionspolymerisation
hergestellt und haben eine Dichte von nicht weniger als 0,945. Dieser Wert wird als Grenzwert erachtet,
um eine Polymerabsrjheiduiig auf der Innenwand oder dem Rührer
im Inneren des Reaktors während der Polymerisation zu vermeiden.
Polyäthylene mittlerer oder niedriger Dichte, d.h. einer Dichte unter 0,945 g/cm , werden gewöhnlich nach dem sogenannten
Hochdruckverfahren unter Verwendung eines Radikalkatalysators hergestellt. In jüngster Zeit ist jedoch auch
ein Hochtemperatur-Lösungspolymerisationsverfahren unter Verwendung eines Ziegler-Katalysators untersucht worden.
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Nach dem Hochdruckverfahren hergestellte Polyäthylene niedriger Dichte haben gegenüber Polyäthylenen hoher Dichte den
Vorteil einer höheren Transparenz und Biegsamkeit- Nachteilig ist jedoch, daß ihr Schmelzpunkt niedrig ist und daraus hergestellte
Folien wenig steif sind. Die durch Hochtemperatur-Lösungspolymerisation hergestellten Polyäthylene besitzen
schlechte Transparenz \md daraus hergestellte Fo.Tien sind
klebrig.
Hinsichtlich des Herstellungsverfahrens erfordert das Hochdruckverfahren
einen äußerst hohen Druck, so daB entsprechend hohe Investitionskosten für die Produktionsanlage, ein hoher
Energieverbrauch und andere Betriebskosten erforderlich sind. Das Hochtemperatur-Lösungspolymerisationsverfabren hat den
Nachteil, daß das erhaltene Polyäthylen als Lösung gehandhabt werden muß, wobei mit relativ niedrigen Konzentrationen
gearbeitet wird, die eine geringe Produktivität zur Folge haben und die Herstellung von Polyäthylenen mit hohem Molekulargewicht
unmöglich machen. Außerdem enthalten die durch Hochtemperatur--Lösungspolymerisation hergestellten Polymere
aufgrund der Hochtemperaturpolymerisation einen hohen Wachsanteil, so daß entsprechende Trennvorrichtungen erforderlich
sind. Darüberhinaus treten bei der Hochterciperatur-Lösungspolymerisation
Nebenreaktionen auf, z.B. eine Hydrierung und Dimerisierung von Äthylen, was einen erhöhten Äthylen- und
Wasserstoffverbrauch zur Folge hat.
Bei der Herstellung von Polyolefinen war die Copolymerisation von Äthylen mit anderen Monomeren bisher als Methode
bekannt, um die Dichte von Polyäthylen zu verringern. Im Falle der Herstellung von Polyäthylen mittlerer oder niedriger
Dichte durch Copolymerisation von Äthylen mit anderen Comonomeren mußte jedoch bei bekannten Verfahren das andere
Comonomer gewöhnlich in großem Überschuß eingesetzt werden, was im Hinblick auf die Verfahrensführung nachteilig war.
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Die Suspensionscopolymerisation bringt noch weitere Nachteile
mit sich; so werden beträchtliche Mengen an Niederpolymeren oder löslichen Polymeren als Nebenprodukte gebildet
und das Polymerisationsprodukt nimmt Lösungsmittel auf und wird milchig oder schwammig, so daß nicht nur die Verfahransführung
und der Aufschlämmungstransport erschwert werden, sondern auch die Trennung des Lösungsmittels vom Polymerisat.
Auch haftet das Copolymerisat am Reaktorinnern und lagert
sich dort ab, wodurch die Wärmeübertragung verschlechtert und die Polymerisationstemperatur unkontrollierbar werden.
Vor einigen Jahren wurde gefunden, daß durch Aufbringen eines Ubergangsmetails auf einen magnesiumhaltigen festen Träger,
z.B. MgO, Mg(OH)2, MgCl3, MgCO3 oder Mg(OH)Cl, und anschließendes
Kombinieren mit einer Organometallverbindung ein äußerst aktives Katalysatorsystem für die Olefinpolymerisation
erhalten wird. Ferner ist bekannt, daß das Reaktionsprodukt aus einer Organomagnesiumverbindung, z.B. RMgX, R2 M9
oder RMg(OR), und einer Ubergangsmetallverbindung einen hochaktiven
Katalysator für die Olefinpolymerisation darstellt;
vgl. z.B. JA-AS 12 105/64, BE-PS 742 112, JA-AS 13 050/68 und 9 548/70.
Selbst bei Verwendung dieser hochaktiven Trägerkatalysatoren
zur Suspensionspolymerisation oder Hochtemperatur-Lösungspolymerisation konnten jedoch bei der Herstellung von Polyäthylenen
mitterer oder niedriger Dichte die vorstehend genannten Nachteile nicht behoben werden.
Es wurde nun ein Verfahren entwickelt, bei dem die Dampfphasenpolymerisation
äußerst stabil durchgeführt werden kann und keine Katalysatorabtrennstufe erforderlich ist, so daß
ein sehr einfaches Dampfphasenpolymerisationsverfahren für Äthylen zur Verfügung steht, überraschenderweise hat sich gezeigt,
daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sehr leicht Äthylenpolymerisate mittlerer oder niedriger Dichte erhalten
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werden, die ausgezeichnete Transparenz besitzen und höher schmelzen sowie höhere Festigkeit haben als nach dem Hochdruckverfahren
hergestellte herkömmliche Polyäthylene niedriger Dichte.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Äthylen-Buten-1-Copolymeren mit einem Schmelzindex von
0,01 bis 10 und einer Dichte von 0,910 bis 0,945, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Gemisch aus Äthylen und 1
bis 30 Molprozent, bezogen auf Äthylen, Buten-1 in der Dampfphase mit einem Katalysator kontaktiert, der aus einer Organoaluminiumverbindung
und einer Festsubstanz, die eine magnesiunhaltige anorganische feste Verbindung und eine Titanverbindung
und/oder eine Vanadiumverbindung enthält, besteht, wobei Äthylen und Buten· 1 copolymerisieren.
Bei der Durchführung der Dampfphasenpolymerisation unter Verwendung
von Äthylen und Buten 1 in den vorstehend genannten quantitativen Verhältnissen und unter Verwendung eines Katalysators,
der aus einer Organoaluminiumverbindung und einer Festsubstanz besteht, wobei die Festsubstanz eine magnesiumhaltige
anorganische feste Verbindung und eine Titan- und/oder eine Vanadiumverb.indung enthält, verläuft die Polymerisationsreaktion
mit hoher Aktivität und äußerst stabil unter verringerter Bildung von groben oder ultrafeinen Teilchen mit
verbesserten Teilcheneigenschaften sowie mit minimaler Haftung am Reaktor und geringer Konglomeration der Polymerteilchen.
Es muß als äußerst überraschend gelten, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur die Dampfphasenpolymerisation
sehr glatt abläuft, sondern auch Äthylencopolymere mittlerer oder niedriger Dichte leicht erhalten werden.
Die erfindungsgemäße Copolymerisation kann bei relativ niedrigen
Temperaturen durchgeführt werden, um Äthylencopolymere mittlerer oder niedriger Dichte herzustellen, so daß praktisch
keine Haftung am Reaktor oder Konglomeration des Produkts
zu beobachten ist. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemä-
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ßen Verfahrens besteht darin, daß Äthylencopolymere mittlerer
oder niedriger Dichte mit hohem Schmelzindex leicht hergestellt werden können.
Im Verfahren der Erfindung wird Buten-1 mit Äthylen polymerisiert,
um die Dichte und das Molekulargewicht des erhaltenen Copolymerisate zu reynin. Das Copolymere besitzt überlegene
Transparenz und Elastizität sowie sehr hohe Schlagfestigkeit und Spannungsrissbeshändigkeit. Die erfindungsgemäß hergestellten
Copolymeren können daher zu Filmen, Folien, Hohlbehältern, elektri.sehen Drähten und verschiedenen anderen Produkten
nach bekannten Methoden verarbeitet werden, z.B. durch Extrudieren, Blasformen, Spritzgießen, Pressen oder
Vakuumverformung. Aufgrund ihrer ausgezeichneten Transparenz, Antiblocking-Eigenschaften, Heißsiegelfähigkeit und
Biegsamkeit eignen sich die Copolymere insbesondere zur Herstellung von Folien, die gleiche oder sogar bessere
Transparenz besitzen als nach dem Hochdruckverfahren hergestellte Folien, jedoch weit höhere Festigkeit aufweisen als
Hochdruck-Polyäthylenn Die große Dehnbarkeit ermöglicht außerdem
die Herstellung äußerst dünner Folien und Filme.
Obwohl die erfindungsgemäß hergestellten Copolymeren mittlere
oder niedrige Dichte haben, ist ihre Kristallinität relativ
hoch und die Wärmebeständigkeit gut, so daß nicht-klebrige Filme mit hoher Transparenz erhalten werden. Die Copolymere
eignen sich daher insbesondere als Verpackungsfolien oder
für landwirtschaftliche Zwecke. Aufgrund ihrer hohen Transparenz, Steifheit und Spannungsrissbeständigkeit unter Umweltbedingungen
eignen sie sich außerdem zur Blasverformung.
Das erfindungsgemäß verwendete Katalysatorsystem besteht aus einer Organoaluminiumverbindung und einer Festsubstanz, die
eine magnesiumhaltige anorganische feste Verbindung und eine Titan- und/oder eine Vanadiumverbindung enthält. Die Fest-
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substanz wird dadurch hergestellt, daß man eine Titanverbindung und/oder eine Vanadiumverbindung auf einen anorganischen
festen Träger aufbringt,, z.B. Magnesiummetall, Magnesiumhydroxid,
Magnesiuracarbonat, Magnesiumoxid oder Magnesiumchlorid; Doppelsalze, Doppeloxide, Carbonate, Chloride oder
Hydroxide, die ein Metall aus der Gruppe Silicium, Aluminium und Calcium sowie ein Magnesiumatom enthalten; oder die genannten
anorganischen festen Träger, die mit einer sauerstoffhaltigen Verbindung, einer schwefelhaltigen Verbindung, einem
Kohlenwasserstoff oder einer halogenhaltigen Substanz behandelt
oder umgesetzt worden sind.
Als Titan- und/oder Vanadiumverbindungen eignen sich z.B. Halogenide,
Alkoxyhalogenide, Oxide und halogenierte Oxide von Titan und/oder Vanadium. Spezielle Beispiele sind vierwertige
Titanverbindungen, wie Titantetrachlorid, Titantetrabromid, Titantetrajodid, Monoäthoxytrichlorotitan,
Diäthoxydichlorotitan, Triäthoxy~monochlorotitan, Tetraäthoxytitan,
Monoisopropoxytrichlorotitan, Diisopropoxydichlorotitan
und Tetraisopropoxytitan; verschiedene Titantrihalogenide,
die durch Reduktion von Titantetrahalogeniden mit Wasserstoff, Aluminium, Titan oder einer Organometallverbindung
erhalten worden sind; dreiwertige Titanverbindungen, z.B. Verbindungen, die durch Reduktion verschiedener vierwertiger
Alkoxytitanhalogenide mit einer Organometallverbindung erhalten worden sind; vierwertige Vanadiumverbindungen,
wie Vanadiumtetrachlorid; fünfwertige Vanadiumverbindungen,
wie Vanadiumoxytrichlorid und Orthoalkylvanadate; und dreiwertige Vanadiumverbindungen, wie Vanadiumtrichlorid und
Vanad i umtr i äthoxid.
Unter den vorstehend genannten Titan- und Vanadiumverbindungen
sind vierwertige Titanverbindungen besonders bevorzugt.
Der erfindungsgemäße Katalysator besteht aus einer Kombination einer Festsubstanz,die durch Aufbringen einer Titan-
und/oder Vanadiumverbindung auf den vorstehenden festen Trä-
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ger erhalten worden int, und einer Organoaluminiuraverbindung.
Bevorzugte Katalysatorsysteme bestehen z.B. aus den folgenden Festsubstanzen (in den Formeln bedeuten R einen organischen
Rest und X ein Halogenatom) in Kombination mit einer Organoaluminiumverbindung: MgO-RX-TiCl4 (JA-AS 3 514/76),
Mg-SiCl4-ROH-TiCl4 (JA-AS 23 864/75), MgCl2-Al(OR)3-TiCl4
(JA-AS 152/76 und 1Ii 111/77), MgCl2-SiCl4-ROH-TiCl4
(JA-OS 106 581/74), Mg(OOCR)2-Al(OR)3-TiCl4 (JA-AS 11 710/77),
Mg-POCl3-TiCl4 (JA-TVS 153/76) und MgCl2-AlOCl-TiCl4
(JA-OS 133 386/76).
In diesen Katalysatorsysüemen können die Titanverbindung und/
oder die Vanadiumverbindung als Additionsprodukt mit einem Organocarbonsäureester eingesetzt werden. Die vorstehend genannten
magnesiumhaltigen anorganischen Träger können vor der Verwendung mit einem Organocarbonsäureester kontaktiert
werden. Auch die Organoaluminiumverbindung kann als Additionsprodukt mit einem Organocarbonsäureester eingesetzt werden,
der den Verfahrensab.lauf nicht stört. Außerdem können erfindungsgemäß
jeweils Katalysatorsysterne verwendet werden, die
in Gegenwart eines Organocarbonsäureesters hergestellt worden sind.
Als Organocarbonsäureester können verschiedene aliphatische, alicyclische und aromatische Carbonsäureester verwendet werden,
wobei solche von aromatischen Carbonsäuren mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen besonders bevorzugt sind. Spezielle Beispiele
sind die Alkylester, z, B. die Methyl- und Äthylester, von Benzoesäure, Anissäure und Toluylsäure.
Erfindungsgemäß verwendbare Organoalumxniumverbindungen
haben z.B. die allgemeinen Formeln R3Al, R-AlX, RAlX ,
R2AlOR, RAl(OR)X und R3Al3X3, wobei R gleich oder verschieden,
C, 2Q-Alkyl oder Aryl und X Halogen bedeuten. Spezielle Beispiele
sind Triäthylaluminium, Triisobutylaluminium, Trihexyl-
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aluminium, Trioctylaluminium, Diäthylaluminiumchlorid,
Äthylaluminiumsesqu.ichlorid und deren Gemische.
Die Menge der Organoaluminiumverbindung unterliegt keiner bestimmten Beschränkung, beträgt jedoch gewöhnlich 0,1 bis
1000 Mol pro Mol der Ubergangsmetallverbindung.
Bei der Polymerisation wird ein Gemisch aus Äthylen und
Buten-1 in der Dampfpbr-se in einem herkömmlichen Reaktor
polymerisiert, z.B. einem Wirbelschichtreaktor oder einem Rührkessel.
Die Polymerisation erfolgt üblicherweise bei einer Temperatur von 20 bis 110°C, vorzugsweise 50 bis 1000C, und einem
Druck von Atmosphärendruek bis 70 atü, vorzugsweise 2 bis 60 atü. Das Molekulargewicht kann durch Ändern der Polymer
is at ionstemperci tür, des Molanteils an Katalysator oder
der Comonomermenge geregelt werden, jedoch ist das Einleiten von Wasserstoff in das Polymerisationssystem für diesen
Zweck wirksamer. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können
selbstverständlich auch 2- oder mehrstufige Polymerisationsreaktionen mit unterschiedlichen Polymerisationsbedingungen
durchgeführt werden, z.B. unterschiedlichen Wasserstoff- und Comonomerkonzentrationen oder unterschiedlichen Polymerisationstemperaturen
.
Erfindungsgemäß können auch die vorstehend genannten Katalysatorsysteme
vor dem Einsatz zur Dampfphasenpolymerisation mit einem a-01efin kontaktiert werden, wodurch ihre Polymerisationsaktivität
erhöht und eine stabilere Verfahrensführung als im unbehandelten Zustand ermöglicht werden. Für diesen
Zweck sind verschiedene a-01efine verwendbar, vorzugsweise solche mit 3 bis 12, insbesondere 3 bis 8 Kohlenstoffatomen,
wie Propylen, Buten-1, Penten-1, 4-Methylpenten-1, Hexen-1,
Hepten-1, Octen-1 und deren Gemische. Die Kontakttemperatur
und -zeit zwischen dem erfindungsgemäßen Katalysator und dem
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α-Olefin können innerhalb weiter Grenzen schwanken, z.B.
erfolgt die Kontaktierung 1 Minute bis 24 Stunden bei einer Temperatur von 0 bis 200 C, vorzugsweise 0 bis 110 C.
Die Menge des mit dem Katalysator kontaktierten a-01efins kann ebenfalls innerhalb eines breiten Bereichs gewählt werden,
gewöhnlich führt man jedoch die Kontaktierung mit 1 bis 50 000 g, vorzugsv/ei.ue 5 bin 30 000 g α-Olefin/g der Festsubstanz
durch bzw- setzt 1 bis 500 g α-Olefin mit der Festsubstanz
um. Der Kontaktdruck ist nicht kritisch, beträgt jedoch üblicherweise -1 bis 100 atü.
Bei der Behandlung mit. einem α-Olefin kann man die Gesamtmenge
der verwendeten Organoaluminiumverbindung mit der Festsubstanz kombinieren und hierauf das erhaltene Gemisch mit
dem α-Olefin kontaktieren oder aber man kombiniert einen Teil der Organoa.lumiriiumverbindung ni.il der Festsubstanz und
kontaktiert das erhaltene Gemisch dann mit dem α-Olefin, während
der restliche Teil der Organoaluniiniumverbindung getrennt der Dampfphasenpo.lymerisation von Äthylen zugeführt wird.
Außerdem kann selbst bei gleichzeitiger Anwesenheit von Wasserstoff oder einem anderen Inertgas, wie Stickstoff, Argon
oder Helium, der erfindungsgemäße Katalysator ohne Schwierigkeit mit einem α-Olefin kontaktiert werden.
Buten-1 sollte in einer Menge von 1 bis 30 Molprozent, vorzugsweise
2 bis 20 Molprozent, bezogen auf die Äthylenmenge, eingesetzt werden. Außerhalb dieses Bereiches wird das erfindungsgemäße
Ziel, nämlich die Herstellung von Äthylen-Buten-1-Copolymeren
mit einem Schmelz index von 0,01 bis 10 und einer Dichte von 0,910 bis 0,945, nicht erreicht. Die
Menge an Buten-1 läßt sich leicht über die Zusammensetzung der Dampfphase in dem Polymerisationsgefäß einstellen.
Bei der erfindungsgentäßen Copolymerisation können auch verschiedene
Diene als Termomere zugesetzt werden, z.B. Butadien, 1,4-Hexadien, 1,5-Hexadien, Vinylnorbornen, Äthylidennorbornen
oder Dicyclopentadien.
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Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
1 kg wasserfreies Magnesiumchlorid, 50 g 1,2-Dichloräthan
und 170 g Titantetrachlorid werden 16 Stunden bei Raumtemperatur in einer Stickstoffatmosphäre in einer Kugelmühle
gemahlen, um die Titar>verbindung auf den Träger aufzubringen.
Die erhaltene Feirtsubstanz enthält 35 mg Titan/g.
Zur Dampfphasenpojyjnorisation werden ein Edelstahlautoklav,
ein Gebläse, ein Stromungsregler und ein Trockenzyklon in
einer Schleife angewandt, wobei die Temperatur des Autoklaven durch Einlei ten von warmem Wasser in den Reaktormantel
geregelt wird.
In den auf 8O C geregelten Autoklaven werden 25O mg/Stunde
der vorsLehenrt hergestellten Festsubstanz und 50 mMol/Stunde
Triäthylaluminjum sowie Buten-1r Äthylen und Wasserstoff
in Mengen eingeleitet, daß das Molverhältnis Buten-1 : Äthylen 0,1O hei rät;! und der t/asr-er stoff druck 17 % des Gesamtdrucks
ausmacht. Die Polymerisation wird unter Zirkulation
der Gase in dem System mii. Hilfe des Gebläses durchgeführt.
Das erhaltene Äthylencopolymer hat eine Schüttdichte
von 0,395, einen Schmetzindr.x von Λ ,'λ und eine Dichte
von O,930. Es ist pulverförmig, wobei die meisten Teilchen
eine Größe von 250 bis 500 μκι aufweisen. Die Polymerisations aktivität
ist sehr hoch, nämlich 204 200 g Copolymer/g Ti.
Nach 10 Stunden kontinuierlichem Betrieb wird der Autoklav geöffnet und sein Inneres untersucht. Hierbei zeigt sich,
daß die Innenwand und der Rühre.) keine Polymerablagerungen aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit
eine äußerst stabile Verfahrensführung, die bei der in Vergleichsbeispiel 1 erläuterten Suspensionspolymerisation
unmöglich ist.
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Das Copolymer wird mit einer 75 mm 0 -Blasform in einem
50 mm 0-Extruder zu einer Folie von 4OO mm FaIzdurchmesser
und 30 μτα Dicke verarbeitet. Die Folie besitzt überlegene
Festigkeit und eine hohe Transparenz mit einer Trübung von 5,2 %, gemessen nach der Norm JIS K6714.
V> :rcjl t: ichsbeJ. spiel 1
Eine kontinuierliche iiusperisionspolymerisation wird bei
85 C unter Verwendung desselben Katalysators wie in Beispiel 1 und in Gegenwart von Hexan als Lösungsmittel durchgeführt.
Der Reaktor wird mit 4O Liter/Stunde Hexan als Polymerisationslösungsmittel,
das 5 mg/Liter der Festsubstanz und 1 mMol/LI ter Tr iäl-.hy.l.aluminium enthält, sowie mit IO kg/Stunde
Äthylen, 4 kg/Stunde Buten-1 (2O Molprozent, bezogen auf
3
Äthylen) und 2 Nm" /Stunde Wasserstoff beschickt, während eine kontinuierliche Polymerisation mit einer Verweilzeit von 1 Stunde durchgeführt wird. Das entstehende Copolymerisat wird kontinuierlich als Aufschlämmung abgezogen, 3 Stunden nach Beginn der Polymerisation wird das Polymeraufschlämmungs-Ableitrohr geschlossen, so daß die Polymerisation zum Stillstand kommt. Eine Untersuchung den Reaktorinneren zeigt, daß die Hexanschicht einulgiert ist und große Mengen eines kautschukartigen Polymerisats an der Gas-Flüssig-Grenzfläche und dem Ableitrohr haften.
Äthylen) und 2 Nm" /Stunde Wasserstoff beschickt, während eine kontinuierliche Polymerisation mit einer Verweilzeit von 1 Stunde durchgeführt wird. Das entstehende Copolymerisat wird kontinuierlich als Aufschlämmung abgezogen, 3 Stunden nach Beginn der Polymerisation wird das Polymeraufschlämmungs-Ableitrohr geschlossen, so daß die Polymerisation zum Stillstand kommt. Eine Untersuchung den Reaktorinneren zeigt, daß die Hexanschicht einulgiert ist und große Mengen eines kautschukartigen Polymerisats an der Gas-Flüssig-Grenzfläche und dem Ableitrohr haften.
Das erhaltene Copolymer hat eine Schüttdichte von O,276,
einen Schmelzindex von 0,74 und eine Dichte von 0,932.
830 g wasserfreies Magnesiumchlorid, 50 g Aluminiumoxychlorid und 170 g Titantetrachlorid werden 16 Stunden bei
Raumtemperatur in einer Stickstoffatmosphäre in einer Kugelmühle gemahlen. Die erhaltene Festsubstanz enthält 41 mg
Titan pro Gramm.
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Unter Zufuhr von 200 mg/Stunde der erhaltenen Festsubstanz und 50 mMol/Stunde Triäthylaluminium wird die Polymerisation
wie in Beispiel 1 bei 80°C durchgeführt, wobei jedoch das Buten-1/Äthylen-Verhältnis in der Dampfphase 0,15 beträgt
und der War.r.err. hoff druck 12 % des Gesamtdrucks ausmacht.
Nach lOstüridigeixi kontinuierlichem Betrieb zeigt eine
Untercuchung des Auto!;·.! avoninuern, daß sich kein Polymerisat
abgelagert hat.
Das erhaltene Copolymer hat eine Schüttdichte von 0,420,
einen Schmelzindex von 0,94 und eine Dichte von 0,915. Die
Polymerisationsaktivität ist sehr hoch, nämlich 296 000 g Äthylencopolymer/g Ti.
Gemäß Beispiel 1 wird das Copolymer zu einer Folie von 400 mm Falzdurchmesr,nr und 30 μπι Dicke verarbeitet, die
überlegene Transparenz und Festigkeit besitzt.
Vergleichsbeispiel 2
Eine Lösungspolymer.; sation wird unter Verwendung des Katalysators
von Beispiel 2 und in Gegenwart von η-Paraffin als Lösungsmittel durchgeführt.
Der Reaktor wird mit 40 Liter/Stunde η-Paraffin, das 25 mg/ Liter der in Beispiel 2 hergestellten Festsubstanz und
5 mMol/Liter Triäthylaluminium enthält, sowie mit 10 kg/Stunde Äthylen, 6 kg/Stunde Buten-1 und 550 Nl/Stunde Wasserstoff
beschickt, so daß eine kontinuierliche Polymerisation bei 160°C mit einer Verwailzeit von 1 Stunde abläuft.
Das erhaltene Äthylencopolymer hat einen Schmelzindex von 0,34 und eine Dichte von 0,942. Die Polymerisationsaktivität
beträgt 90 000 g Copolymer/g Ti. Es zeigt sich somit, daß bei der Lösungspolymerisation trotz der Verwendung großer
Mengen an Buten-1 keine wesentliche Verringerung der Dichte erfolgt und die Polymerisationsaktivität und -ausbeute
niedrig sind.
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830 g wasserfreies Magnesiumchlorid, 120 g Anthracen und
170 g Titantetrachlorid werden wie in Beispiel 1 in einer Kugelmühle gemahlen. Die erhaltene Festsubstanz enthält
40 mg Titan pro Gramm.
Unter Verwendung der Vorrichtung von Beispiel 1 werden 500 mg/Stunde der Festsubstanz und 150 mMol/Stunde Triisobutylaluminium
bei 800C zugeführt, wobei die Polymerisation unter Regelung des Buten-1/Äthylen-Verhältnisses in der
Dampfphase auf 0,14 und des Wasserstoffdrucks auf 23 % des Gesamtdrucks durchgeführt wird.
Die Polymerisation wird 10 Stunden stabil fortgeführt, worauf man den Autoklaven öffnet. Es zeigt sich, daß am Reaktorinneren kein Polymerisat haftet.
Die Polymerisationsaktivität beträgt 174 000 g Copolymer/g
Ti und das erhaltene Polymer hat eine Schüttdichte von 0,402, einen Schmelzindex von 4,7 und eine Dichte von
0,920.
Das erhaltene Äthyl^ncopolymer wird wie in Beispiel 1 zu
einer Blasfolie von 4OO mm Falzdurchmesser und einer Dicke von 30 um verarbeitet. Die Folie besitzt überlegene Festigkeit
und Transparenz mit einer Trübung von 3,8 %, gemessen nach der Norm JIS K6714.
Beispiel 4
400 g Magnesiumoxid und 1300 g wasserfreies Aluminlumchlorid
werden 4 Stunden bei 3000C umgesetzt, worauf man 950 g
des Reaktionsprodukts und 170 g Titantetrachlorid wie in Beispiel 1 behandelt. Die erhaltene Festsubstanz enthält
39 mg Titan pro Gramm.
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Unter Verwendung der Vorrichtung von Beispiel 1 werden 500 mg/Stunde der hergestellten Festsubstanz und 250 mMol/
Stunde Triisobutylaluminium als Katalysator zugeführt. Die Polymerisation wird bei 800C unter Zirkulation eines
Äthylen-Buten-1 -Gemisches, das 12,5 % Buten-1, bezogen
auf die Äthylenmenge, enthält, unter Einstellen des Wasserstoffdruckr
auf 11 % dos Gesamtdrucks durchgeführt.
Nach 18stündirieip koni i riuierlichem Betrieb wird das Reaktorinnere untersucht. Hierbei werden keine Polymerablagerungen
festgestellt.
Das erhaltene Copolymer bestecht aus ovalen Teilchen mit
einer engen Teilchengrößenverteilung, einem durchschnittlichen
Te innendurchmesser von 700 μΐη, einer Schüttdichte
von 0,413, einem Schmelz index von 0,62 und einer Dichte von 0,928. Die Polymerisationsaktivität beträgt 206 000 g
Copolymer/g Ti.
Das Copolymer wird ohne Pelletisieren mit einer Hochgeschwindigkeits-Blasformmaschine
zu hohlen Flaschen mit einem Fassungsvermögen von 600 ml verarbeitet. Die Flaschen haben eine
saubere Oberfläche ohne Ziehspui.cn.
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Claims (14)
11 Äthylen-Buten- 1 -Copolymere und Verfahre)» zu ihrer
Herstellung "
Patentanspruch e
Verfahren zur Herstellung von Äthylen-Buten-1-Copolymeren
mit einem Sclunelzindex von 0,01 bis 10 und einer
Dichte von 0,910 Με 0,945, dadurch gekennzeichnet,
daß man Äthylen und 1 bis 30 Molprozent, bezogen auf Äthylen, Buten-1 in einer im wesentlichen lösungsmittelfreien
Dampfphase in Gegenwart eines Katalysators copolymerisiert, der aus einer Organoaluminxumverbindung
und einer Festsubstanz, die eine magnesiumhaltige anorganische feste Verbindung und eine Titanverbindung und/oder eine
Vanadiumverbindung enthält, besteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Titanverbindung und/oder Vanadiumverbindung ein Halogenid,
Alkoxyhalogenid, Oxid oder halogeniertes Oxid von Titan und/oder Vanadium ist.
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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnesiumhaltige anorganische feste Verbindung Magnesiummetall,
Magnesiumhydroxid, Magnesiumcarbonat, Magnesiumoxid oder Magnesiumchlorid ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die magnesiumhaltige anorganische feste Verbindung ein Doppelsalz, Doppeloxid, Carbonat, Chlorid oder Hydroxid ist,
das Magnesium und ein Metall cius der Gruppe Silicium,
Aluminium und Calcium enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnesiumhaltige anorganische feste Verbindung mit einer
sauerstoffhaltigen Verbindung, einer schwefelhaltigen Verbindung, einem Kohlenwasserstoff bzw.einer halogenhaltigen
Substanz weiter behandelt oder umgesetzt worden ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Titanverbindung und/oder Vanadiumverbindung als
Additionsprodukt mit einem Organocarbonsäureester einsetzt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die magnesiumhaltige anorganische feste Verbindung vor
dem Einsatz mit einem Organocarbonsäureester kontaktiert.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Organoalurniniumverbindung als Additionsprodukt
mit einem Organocarbonsäureester einsetzt.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator in Gegenwart eines Organocarbonsäureesters
hergestellt worden ist.
10.' Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Organocarbonsäureester ein Alkylester
von Benzoesäure, Anissäure oder Toluylsäure ist.
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11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß iaan die Copolymerisation bei einer Temperatur von 20 bis
11O0C unter einem Druck von Atmosphärendruck bis 70 atü durchführt
.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Copolymerisation in Gegenwart von Wasserstoff durchführt.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man das Katalysatorsystem vor Initiierung der Copolymerisation
1 Minute bis 24 Stunden bei einer Temperatur von 0 bis 2000C unter einem Druck von -1 bis 100 atü mit einem a-Olefin
kontaktiert.
14. Äthylen-Buten-1-Copolymere, erhältlich nach dem Verfahren
eines der Ansprüche 1 bis 13,
ο λ η η ι ν / ο η ι S
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12412678A JPS5552309A (en) | 1978-10-11 | 1978-10-11 | Preparation of copolymer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2941143A1 true DE2941143A1 (de) | 1980-04-24 |
Family
ID=14877562
Family Applications (1)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: STREHL, P., DIPL.-ING. DIPL.-WIRTSCH.-ING. SCHUEBE |
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8141 | Disposal/no request for examination |