DE2946819A1 - Precopolymeres und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Precopolymeres und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
Vorliegende Erfindung betrifft ein copolymeres Prepolymer,
nachfolgend kurz als Precopolymer bezeichnet, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Unter einem Prepolymer versteht man im allgemeinen ein Polymeres von relativ niedrigem Molekulargewicht mit ungesättigten
Bindungen, daß im allgemeinen als eine intermediär gebildete Substanz bekannt ist wie z. B. diejenigen,
die man nach dem Formen weiter zu fertigen Kunststoffen polymerisiert oder diejenigen, die man nach dem Zusetzen
von anderen Monomeren sowie Vernetzungsmittel usw. und anschließendem Formen weiter zu fertigen Kunststoffen
polymerisiert.
Als homopolymere Prepolymere des Diallylphthalats (im folgenden
abgekürzt DAP), sind bislang Prepolymere des Diallylorthophthalats (im folgenden abgekürzt als DAOP)
oder des Diallylisophthalats (im folgenden abgekürzt als DAIP) bekannt. Sie werden als Formmasse und als Vorimprägniermasse
eingesetzt wegen ihrer gunstigen Stabilität, und die auf diese Weise erhaltenen polymeren Endprodukte
werden wegen ihrer ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften und einer gewissen Wärmestabilität als Wirkstoff
für eine Reihe von elektrischen Teilen gebraucht,
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ζ. Β. für Gerätestecker, Schalter, Stöpsel, Magnetkerne und Grundplatten für gedruckte Schaltungen.
Obwohl diese polymeren Substanzen des DAP die oben erwähnten vorteilhaften Eigenschaften besitzen, weisen sie hinsichtlich
der Stabilität bei höheren Temperaturen noch Mangel auf, wobei sie beispielsweise Gewichtsverluste erleiden
oder plötzlichen und heftigen thermischen Zersetzungen unterliegen. Dementsprechend ist ihre Einsatzfähigkeit
auf bestimmte Anwendungsgebiete beschränkt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Prepolymermaterials, das zu fertigem Kunststoffmaterial
ohne die oben erwähnten Mängel verarbeitet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Precopolymeres,
das gekennzeichnet ist durch einen Gehalt an Diallylphthalat- und Triallylisocyanurat-Einheiten.
Die vorliegende Erfindung betrifft aber nicht nur ein aus DAP- und TAIC-Einheiten bestehendes Precopolymeres, sondern
ferner ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Precopolymeren, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß man eine monomere Mischung aus Diallylphthalat und Triallylisocyanurat in Gegenwart von molekularem Sau-
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erstoff oder in Gegenwart eines Initiators für die Radikal-Polymerisation
erhitzt.
Als Diallylphthalat werden erfindungsgemäß vorzugsweise
Diallylorthophthalat (DAOP) oder Diallylisophthalat (DAIP) eingesetzt.
Bei der Copolymerisation ohne Verwendung eines weiteren Initiators wird im allgemeinen als molekularer Sauerstoff
ein sauerstoffhaltiges Gas, z. B. Luft, mit Sauerstoff angereicherte Luft oder gasförmiger Sauerstoff selbst eingesetzt,
wobei die Copolymerisation um so schneller voranschreitet, je größer die Konzentration an Sauerstoff in
dem System ist.
Der Sauerstoff kann in das System in der Weise eingeführt werden, daß man das sauerstoffhaltige Gas in das Copolymerisationssystem
einbläst. Jedoch kann auch jede andere Methode angewandt werden, die geeignet ist, das sauerstoffhaltige
Gas in das obere Gebiet des Copolymerisationssystems zu bringen, wo das Gas mit der die Monomermischung
enthaltenden Flüssigkeit unter Rühren in Berührung gebracht wird.
Da die Copolymerisation für einen Durchgang bei einer Reaktionstemperatur von weniger als 100 C eine unwirt-
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schaftlich lange Zeit gebraucht, andererseits die Umsetzung bei einer Temperatur von mehr als 300° C heftig
wird, ist es zweckmäßig, das erfindungsgemäße Verfahren bei einer Polymerisationstemperatur im Bereich von 100
bis 300° C, vorzugsweise von 150 bis 200° C, durchzuführen
.
In den Fällen, in denen ein Radikalpolymerisations-Initiator
eingesetzt werden soll, kann als solcher in der Regel ein organisches Peroxid / oder eine Azoverbindung
verwendet werden. Vorzugsweise werden z. B. Lauroylperoxid, Benzoylperoxid, tert.-Butylperbenzoat, Dicumylperoxid,
Azo-bis-isobutylnitril u. dgl. eingesetzt. Wenn die Polymerisation in Gegenwart solcher Initiatoren durchgeführt
wird, dann ist die Anwesenheit von Sauerstoff unerwünscht und dementsprechend wird die Polymerisation vorzugsweise
in einer inerten Gasatmosphäre, z. B. unter Kohlendioxid oder Stickstoff, ausgeführt. Die Menge des
Initiators, der bei der Copolymerisation eingesetzt wird, unterliegt keinen besonderen Beschränkungen. Die Polymerisation
schreitet jedoch um so schneller fort, je größer die Menge an Initiator ist, und umgekehrt. Vorzugsweise
beträgt die Menge an Initiator 0,1 bis 1 Gew.96, bezogen auf die Menge an eingesetztem Monomeren. Vorzugsweise
wählt man eine Reaktionstemperatur, bei der der Initiator freie Radikale bildet.
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Die Wärmefestigkeit des fertigen polymeren Produktes, das aus dem erfindungsgemäßen Precopolymeren hergestellt
wird, hängt von der Menge an TAIC-Einheiten in dem Precopolymeren ab. Je größer diese Menge ist, um so größer
ist auch die Wärmefestigkeit des Endproduktes. Ab einer Menge von etwa 5 Mol% an TAIC macht sich die Wirkung der
TAIC-Einheiten deutlich bemerkbar, und bei der Kombination von DAOP mit TAIC wird vorzugsweise ein Molverhältnis
DAOP : TAIC von 95 bis 40 : 5 bis 60 eingehalten, während bei der Kombination von DAIP mit TAIC ein Molverhältnis
DAIP : TAIC von 95 bis 30 : 5 bis 70 bevorzugt wird.
Für das erfindungsgemäße Precopolymere sind im allgemeinen
ein Schmelzpunkt bzw. ein Erweichungspunkt im Bereich von 50 bis 200° C, gute Fließeigenschaften im geschmolzenen
Zustand und eine gute Löslichkeit in einer Reihe von Lösungsmitteln erforderlich. Die Erweichungstemperatur
hängt von der Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Precopolymeren ab. In den Fällen, in denen das Precopolymere
aus DAOP und TAIC aufgebaut ist und die Menge an TAIC-Einheiten mehr als 60 Mol% der Gesamtmenge des Precopolymeren
ausmacht, oder in denen das Precopolymere aus DAIP und TAIC aufgebaut ist und die TAIC-Einheiten mehr
als 70 Mol%, bezogen auf die Gesamtmenge des Precopolymeren, betragen, erhält man Precopolymere mit einem Schmelz
punkt über 200° C.
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Ferner ist in den Fällen, in denen das durchschnittliche Molekulargewicht des Prepolymeren geringer als 5000 ist,
die Copolymerisationsumwandlung der monomeren Mischung zu gering, während andererseits in den Fällen, in denen das
durchschnittliche Molekulargewicht des Prepolymeren größer als 15000 ist, der Schmelzpunkt des Precopolymeren
höher als 200° C liegt.
Es ist daher erforderlich, daß das erfindungsgemäße Precopolymere ein durchschnittliches Molekulargewicht von
etwa 5000 bis 15000 in einer gleichförmigen Zusammensetzung besitzt und daß das Precopolymere kein durch
Vernetzungsreaktionen entstandenes Mikrogel enthält.
Um Precopolymere mit den gewünschten Eigenschaften gemäß der Erfindung zu erhalten, ist es erforderlich, den Grad
der Copolymerisationsumwandlung während des Herstellungsverfahrens von Zeit zu Zeit in jedem Ansatz genau zu
bestimmen und die Polymerisationsreaktion anzuhalten, sobald der gewünschte Umwandlungsgrad erreicht ist.
In den Fällen, in denen das Precopolymere durch Radikal-Copolymerisation
einer Mischung aus DAP und TAIC unter Erhitzen in Gegenwart von Sauerstoff oder in Gegenwart
eines Initiators hergestellt wird, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Radikal-Copolymerisation zu dem
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Zeitpunkt angehalten wird, an dem der Brechungsindex (nn ), die Viskosität (in Centipoise, bestimmt bei 25° C)
oder ein anderer geeigneter Parameter der Reaktionsmischung die aus den entsprechenden Eichkurven ersichtlichen,
vorher ermittelten vorgegebenen Werte erreichen.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden die Figuren 1 bis 6 herangezogen.
Figur 1 zeigt die Beziehung zwischen dem Grad der Copolymerisationsumwandlung
(d. h. die pro Zeiteinheit gebildete Gewichtsmenge des Copolymeren, dividiert durch die Gewichtsmenge der eingesetzten
monomeren .Mischung und multipliziert mit 100, ausgedrückt in %) und dem Brechungs-
index der Copolymerlösung (nn ) für drei verschiedene
Copolymerisationsansätze, in denen monomeres DAOP und TAIC in verschiedenen Mengenverhältnissen
durch Erhitzen in Gegenwart von Sauerstoff copolymerisiert wurde.
Figur 2 zeigt die gleiche Beziehung in zwei Fällen, in denen monomeres DAIP und TAIC in verschiedenen
Mengenverhältnissen durch Erhitzen in Gegenwart von Sauerstoff copolymerisiert wurde.
Figur 3 zeigt die Beziehung zwischen dem Umwandlungsgrad der Copolymerisation (in %) und der Viskosität
(in Centipoise bei 25 C) einer Copolymerlösung für zwei verschiedene Copolymerisationsansätze,
in denen monomeres DAIP und TAIC in
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verschiedenen Mengenverhältnissen durch Erhitzen in Gegenwart von Sauerstoff copolymerisiert
wurde.
Figur 4 zeigt die gleiche Beziehung wie in Figur 2, wobei jedoch die Copolymerisation in Gegenwart
eines Radikalpolymerisations-Initiators durchgeführt wurde.
Figur 5 zeigt die Beziehung zwischen der Zusammensetzung der monomeren Mischung aus DAOP und
TAIC, dargestellt durch den Molenbruch von TAIC
pe
oder von DAOP, und dem Brechungsindex (nD )
der monomeren Mischung.
der monomeren Mischung.
Figur 6 zeigt die Beziehung zwischen der Zusammensetzung der monomeren Mischung (DAIP und TAIC),
dargestellt durch den Molenbruch von DAIP, und dem Brechungsindex der monomeren Mischung.
In den Figuren 1 bis 6 bedeuten die Linien 1 bis 9 und 12
die Eichkurven. Der Punkt 10 in Figur 5 zeigt, daß der
25
Brechungsindex (nß ) einer Mischung aus 1,3 Molen DAOP und 0,7 Molen TAIC 1,5149 beträgt, und aus dem Punkt 11 in Figur 5 läßt sich der Brechungsindex für eine Mischung aus DAOP und TAIC mit einem Molverhältnis von 67,5 : 32,5 ablesen. ·
Brechungsindex (nß ) einer Mischung aus 1,3 Molen DAOP und 0,7 Molen TAIC 1,5149 beträgt, und aus dem Punkt 11 in Figur 5 läßt sich der Brechungsindex für eine Mischung aus DAOP und TAIC mit einem Molverhältnis von 67,5 : 32,5 ablesen. ·
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Wird beispielsweise eine Mischung von DAOP und TAIC mit
einem Molverhältnis von 1,5 : 0,5 in Gegenwart von Sauerstoff durch Erhitzen copolymerisiert und werden dabei die
einander entsprechenden Werte für die Copolymerisationsum-Wandlung (in %) und den Brechungsindex (n„ ) der Reaktionsmischung
auf der Abszisse bzw. auf der Ordinate eines Coordinatensystems mit der Laufzeit aufgetragen,
dann erhält man eine Eichkurve wie Linie 1 in Figur 1. Ebenso erhält man bei der Copolymerisation einer Mischung
aus DAOP und TAIC im Molverhältnis 1,0 : 1,0 durch Auftragen der entsprechenden Werte für die Copolymerisationsumwandlung
auf der Abszisse und für den Brechungsindex auf der Ordinate eine Eichkurve wie Linie 3 in Figur 1. Für
die Copolymerisation einer Mischung von DAIP und TAIC im Molverhältnis von 1,5 : 0,5 erhält man als Eichkurve die
Linie 4 in Figur 2. Wird eine Mischung von DAIP und TAIC mit einem Molverhältnis von 1,0 : 1,0 copolymerisiert,
dann erhält man in gleicher Weise als Eichkurve die Linie 5 in Figur 2.
Wenn jedoch eine Mischung von DAIP und TAIC mit einem Molyerhältnis von 1,5 : 0,5 copolymerisiert wird und
dabei die entsprechenden Werte für die Copolymerisationsumwandlung und für die Viskosität der Reaktionsmischung
auf der Abszisse bzw. auf der Ordinate aufgetragen werden, dann erhält man einen anderen Eichkurventyp wie
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Linie 6 in Figur 3. In gleicher Weise erhält man bei der Copolymerisation einer Mischung aus DAIP und TAIC mit
einem Molverhältnis von 1,8 : 0,2 als Eichkurve die Linie 7 in Figur 3. Linie 8 in Figur 4 stellt die Eichkurve
für die Copolymerisation einer Mischung aus DAIP und TAIC im Molverhältnis 1,5 : 0,5 dar, wobei die Umsetzung
durch Erhitzen in Gegenwart eines Initiators erfolgte, und wobei die Werte für den Brechungsindex auf
der Ordinate der Figur 4 aufgetragen wurden.
Für den Fall, daß eine Copolymerisation mit einer Mischung von beispielsweise DAOP und TAIC mit einem Molverhältnis
von 1,5 : 0,5 durch Erhitzen in Gegenwart von Sauerstoff ausgeführt wird und die Copolymerisation
wunschgemäß an einem Punkt angehalten werden soll, bei dem die Copolymerisationsumwandlung 25 % erreicht hat,
kann man aus der Eichkurve 1 in Figur 1 ablesen, daß die Copolymerisation angehalten werden sollte, wenn der
Brechungsindex der Reaktionsmischung den Wert 1,5309 erreicht hat.
Aus den vorstehenden Beispielen ergibt sich, daß man anhand einer eimal aufgestellten Eichkurve, in der die
Werte für die Copolymerisationsumwandlung gegen diejenigen des Brechungsindexes oder der Viskosität der Reaktionsmischung,
bezogen auf das Molverhältnis der Monome-
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ren in der Ausgangsmischung, aufgetragen sind, in einfacher
Weise in der Lage ist, die Copolymerisationsumwandlung
zu verfolgen.
Man kann die Eichkurve auch in einer anderen Weise aufstellen, indem man ein bereits hergestelltes Precopolymeres
in kleinen Portionen zu einem monomeren Gemisch aus DAP und TAIC zufügt, wobei die Komponenten in diesem
monomeren Gemisch im gleichen Molverhältnis wie im monomeren Ausgangsprodukt für das oben genannte Precopolymere
vorliegen sollen. Brechungsindex und Viskosität der auf diese Weise erhaltenen Mischungen (Monomermischung und
Precopolymeres) werden in bestimmten Zeitabständen nach jeder Zugabe von Precopolymerem bestimmt.
Wenn die Copolymerisation erfindungsgemäß durch Erhitzen in Gegenwart von Sauerstoff, also ohne Vorliegen eines
besonderen Initiators in dem Reaktionssystem, durchgeführt wird, läßt sich die Copolymerisation in einfacher
Weise durch Unterbrechung der Sauerstoffzufuhr und durch Erniedrigung der Reaktionstemperatur unter etwa 150 C
praktisch anhalten.
Nach der Unterbrechung der Copolymerisationsreaktion wird in einem weiteren Schritt nicht-umgesetztes monomeres DAP
und TAIC aus dem Copolymerisationssystem zurückgewonnen.
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Zur leichten Rückgewinnung der noch vorhandenen Monomeren
unterwirft man das Copolymerisationssystem einer Destillation unter vermindertem Druck, der weniger als etwa
0,5 mm Hg beträgt, und bei einer Temperatur von weniger als etwa 150 C, um ein weiteres Copolymerisieren zu
verhindern.
Da auch nach erfolgter Destillation eine geringe Menge von nicht-umgesetztem monomerem DAP und TAIC in dem Rückstand
des rohes Precopolymeren verbleibt, ist es erforderlich, auch diese zurückzugewinnen. Zu diesem Zweck wird
in einem weiteren Verfahrensschritt ein Lösungsmittel zugefügt, das die monomeren DAP und TAIC, nicht aber das
erfindungsgemäße Precopolmyere löst. Mit diesem Lösungsmittel werden die restlichen Monomeren aus dem rohen
Precopolymeren extrahiert, so daß das aus DAP- und TAIC-Einheiten bestehende Precopolymere zurückbleibt. Das
zurückgebliebene Precopolymere wird durch Zentrifugieren, Filtrieren unter Unterdruck oder unter Druck mit dem
Lösungsmittel gewaschen und, falls notwendig, getrocknet.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Precopolymere
zeichnet sich dadurch aus, daß es, wenn es unter Verwendung von DAOP hergestellt wird, eine verbesserte
Wärmebeständigkeit der polymeren Endprodukte bewirkt, und wenn es unter Verwendung von DAIP hergestellt
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wird, eine verbesserte Lagerfähigkeit des Precopolymeren
selbst und außerdem eine verbesserte Wärmebeständigkeit der polymeren Endprodukte zeigt.
Geeignete Lösungsmittel für die Extraktion der restlichen
Monomeren oder zum Waschen des erfindungsgemäßen Precopolymeren sind niedrige Alkohole wie Methanol, Ethanol,
Propanol u. dgl. und aliphatische Kohlenwasserstoffe wie
Pentan, Hexan, Heptan u. dgl.
Wenn die Copolymerisation in Gegenwart eines Initiators durchgeführt wird, dann wird die Umsetzung ebenfalls bei
Erreichen des gewünschten Copolymerisationsumwandlungsgrades angehalten und das Copolymerisationssystem sofort
gekühlt, worauf eines der oben erwähnten Lösungsmittel zu der Reaktionsmischung zugefügt wird, um nicht-umgesetztes
DAP und TAIC zu extrahieren und das Precopolymere zu gewinnen. Die Zusammensetzung der durch Destillation und
Extraktion zurückgewonnenen Mischung an nicht-umgesetztem DAP und TAIC läßt sich leicht in bekannter Weise durch
Messung des Brechungsindexes der Mischung bestimmen. Die Zusammensetzung der restlichen Monomerenmischung im Copolymerisationssystem
enthält die Monomeren DAP und TAIC in einem anderen Verhältnis, zeigt infolgedessen eine
andere Reaktivität und unterscheidet sich daher von dem ursprünglich eingesetzten Monomerengemisch. Will man
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daher die zurückgewonnene Monomerenmischung als Ausgangsmaterial
für den nächsten Copolymerisationsansatz in der gleichen monomeren Zusammensetzung wie beim ersten Ansatz
oder mit einer anderen Zusammensetzung einsetzen, dann ist es erforderlich, die tatsächliche Zusammensetzung des
zurückgewonnenen Monomerengemisches zu kennen und gegebenenfalls zu korrigieren, um die gewünschte Zusammensetzung
zu erhalten.
Die Beziehungen zwischen der Monomerenmischung aus DAP
und TAIC und dem Brechungsindex dieser Mischung wird zweckmäßigerweise vorher bestimmt. Diese Beziehungen werden
durch eine Eichkurve dargestellt, wie beispielsweise in den Figuren 5 und 6 gezeigt, wobei die Zusammensetzung
(Molenbruch des TAIC der Mischung) auf der Abszisse und der Brechungsindex auf der Ordinate aufgetragen werden.
Dementsprechend kann die Zusammensetzung der monomeren Mischung leicht dadurch korrigiert werden, daß man,
während man den Brechungsindex der monomeren Mischung bestimmt, daß entsprechende Monomere zu der Mischung zufügt.
Selbstverständlich wendet man dieses Verfahren möglichst auf die zurückgewonnene Monomerenmischung an, damit
diese in dem nachfolgenden Copolymerisationsansatz wiederverwendet werden kann.
Wie in Figur 5 gezeigt, besitzt eine monomere Mischung aus 1,3 Molen DAOP und 0,7 Molen TAIC, also mit einem
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Molenbruch von 1,3/(1,3 + 0,7) = 0,65 für DAOP und einem Molenbruch von 1 - 0,65 = 0,35 für TAIC, deren Schnittpunkt
10 auf der Eichkurve 9 in Figur 5 liegt, einen Brechungsindex von 1,5149, wie aus der Figur 5 leicht zu
ersehen ist. Aus der mit einer solchen monomeren Mischung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Reaktionsmischung
erhält man eine zurückgewonnene Monomerenmischung mit einem Brechungsindex von 1,5150, dem der
Punkt 11 auf der Eichkurve der Figur 5 entspricht, aus dem sich für die Zusammensetzung der zurückgewonnenen
monomeren Mischung das Molverhältnis von DAOP : TAIC mit 67,5 : 32,5 ergibt. Wenn diese zurückgewonnene Monomerenmischung
in der gleichen Copolymerisationsreaktion erneut eingesetzt werden soll, dann muß vorher eine bestimmte
Menge TAIC zugesetzt werden, bis die Monomerenmischung
wieder einen ßrechungsindex von 1,5149 erreicht hat.
Aus den vorstehenden Ausführungen geht hervor, daß es sich bei der aufgezeigten Methode zur Bestimmung der
Zusammensetzung der Monomerenmischung mittels Brechungsindex oder Viskosität um eine außerordentlich einfach,
schnell und genau ausführbare Bestimmungsmethode handelt, verglichen mit'den bisher bekannten Methoden zur Bestimmung
der DAP-Einheiten durch die Verseifungszahl und zur Bestimmung der TAIC-Einheiten durch Messung des Stickstoffgehaltes.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen
weiter erläutert, ohne auf diese Beispiele beschränkt zu sein.
In ein Reaktionsgefäß, das mit einem Rührer, einem Thermometer, einem RUckflußkUhler und einem Einleitungsrohr für
Sauerstoff versehen war, wurden 295,5 g (1,2 Mole) DAOP und 199,2 (0,8 Mole) TAIC eingeleitet. Unter Rühren und
gleichzeitigem Einblasen von Luft in das Reaktionsgefäß mit einer Geschwindigkeit von 150 ml/Min, wurde eine Copolymerisation
2 Stunden lang bei einer Temperatur von 160° C durchgeführt. Am Ende des Copolymerisationsverlaufs
betrug die Viskosität der Reaktionsmischung 1100 cP bei 25° C. Nachdem die Reaktionsmischung auf Zimmertemperatur
abgekühlt worden war, wurde sie in 5 Liter Methanol eingegeben. Das ausgefallene feste . Precopolymere wurde
durch Unterdruckfiltration abgetrennt. Das abgetrennte Precopolymere wurde dreimal mit jeweils 100 ml Methanol
gewaschen und anschließend getrocknet. Das getrocknete Produkt besaß ein durchschnittliches Molekulargewicht von
11200 (bestimmt nach der Dampfdruckmethode in einer Benzollösung) , eine Bromzahl von 61 und einen Schmelzbereich
von 150 bis 170° C.
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Das auf diese Weise erhaltene Precopolymere besaß eine molare Zusammensetzung von TAIC : DAOP =48 : 52, berechnet
aus dem Stickstoffgehalt des Precopolymeren, der 8,15 % betrug.
Um eine möglichst große Einheitlichkeit der Precopolymerzusammensetzung
zu erzielen, wurde der folgende Versuch einer fraktionierten Fällung durchgeführt:
10 g des Precopolymeren wurden in 50 ml Benzol gelöst und zu dieser Lösung unter Rühren langsam 30 ml Methanol
zugefügt zur Ausfällung des Precopolymeren. Nach der Abtrennung durch Zentrifugieren wurde das Precopolymere getrocknet,
wobei man 3,6 g des Produktes erhielt. Die abgesetzte Substanz enthielt 8,15 % Stickstoff und hatte
ein durchschnittliches Molekulargewicht von 11300. Im folgenden Schritt wurden 30 ml Methanol zu dem Filtrat zugefügt,
das bei der Zentrifugierung angefallen war, und das Verfahren in der gleichen Weise wiederholt, wie oben
beschrieben. Es wurden 2,1 g der getrockneten abgesetzten Substanz erhalten, die 8,16 % Stickstoff enthielt und ein
durchschnittliches Molekulargewicht von 11200 aufwies.
Ferner wurden 100 ml Methanol zu dem zweiten Filtrat zugefügt und anschließend wie vorher verfahren, wobei man
4,2 g ausgefällte Substanz erhielt, die 8,15 % Stickstoff enthielt und ein durchschnittliches Molekulargewicht von
11000 aufwies.
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Da die durch fraktionierte Fällung erhaltenen verschiedenen Fraktionen der gefällten Substanz praktisch den
gleichen Stickstoffgehalt und ein gleiches durchschnittliches Molekulargewicht aufwiesen, kann daraus geschlossen werden, daß das erhaltene Precopolymere aus TAIC- und DAOP-Einheiten eine einheitliche Zusammensetzung aufwies.
gleichen Stickstoffgehalt und ein gleiches durchschnittliches Molekulargewicht aufwiesen, kann daraus geschlossen werden, daß das erhaltene Precopolymere aus TAIC- und DAOP-Einheiten eine einheitliche Zusammensetzung aufwies.
In einem ähnlichen Reaktionsgefäß und unter den gleichen Verfahrensbedingungen wie in Beispiel 1 wurde jeweils ein
Reaktionsgemisch erhalten, das in der lOfachen Menge
Methanol eingetragen wurde, wobei das Precopolymere abgetrennt, mit Methanol gewaschen'und dann getrocknet wurde.
Die Versuche, in denen DAOP und TAIC copolymerisiert wurden, sind in Tabelle 1 und die Versuche der Copolymerisation
von DAIP und TAIC in Tabelle 2 zusammengestellt.
Die nach der Copolymerisation drei Monate lang bei Zimmertemperatur
gelagerten Precopolymere zeigten in dieser Zeit keine Änderung ihres durchschnittlichen Molekulargewichts.
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Reaktionsbedingungen
Eigenschaften und Zusammensetzung der Precopolymeren
Bei spiel Nr. |
Molver hältnis TAIC/DAOP |
Dauer (Min.) |
Viskosität (cP bei 25°C) |
Ausbeute (%) |
Bromzahl | Schmelz bereich (5O |
durchschnitt- Molekular- gewicht |
Molver hältnis TAIC/DAOP |
I ro |
|
130C | 2 | 67/33 | 90 | 1040 | 18,3 | 81 | über 200 | 13800 | 72,8/82,2 | I |
3 | 50/50 | 120 | 1040 | 20,4 | 74 | 175-200 | 13700 | 58,2/41,8 | ||
^» O |
4 | 35/65 | 110 | 370 | 21,0 | 61 | 124-140 | 9400 | 42,7/57,3 | |
CD | 5 6 |
10/90 3/97 |
100 110 |
480 440 |
22,6 22,0 |
46 41 |
110-128 100-114 |
9300 9000 |
13,8/86,2 4,9/95,1 |
|
Reaktionsbedingungen
Eigenschaften und Zusammensetzung der Precopolymeren
Bei spiel Nr. |
Molver hältnis TAIC/DAIP |
Dauer (Min.) |
Viskosität (cP bei 25°C) |
Ausbeute (*) |
Bromzahl | Schmelz bereich (5O |
durchschnitt- Molekular- gewicht |
Molver hältnis TAIC/DAIP |
|
13001 | 7 | 67/33 | 90 | 710 | 20,0 | 83 | 183-220 | 13000 | 70,8/29,2 |
-ο | 8 | 60/40 | 110 | 620 | 20,8 | 80 | 178-192 | 12000 | 65,5/34,5 |
O OT cn |
9 10 |
50/50 15/85 |
120 120 |
1160 720 |
21,1 22,1 |
78 50 |
137-159 100-114 |
10000 9800 |
55,9/44,1 21,2/78,8 |
11 | 6/94 | 100 | 490 | 21,6 | 43 | 80-92 | 9000 | 4,9/95,1 |
In einem ähnlichen Reaktionsgefäß, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurden 492 g DAOP unter den gleichen Bedingungen
und nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 polymerisiert. Die Viskosität der Reaktionsmischung betrug
80 Minuten nach dem Beginn der Polymerisation 480 cP (25° C). Die Reaktionsmischung wurde auf Zimmertemperatur
abgekühlt und dann in 5 Liter Methanol eingetragen. Die Aufarbeitung erfolgte in gleicher Weiser wie in Beispiel
1, wobei man 118 g getrocknetes Prepolymeres erhielt. Das auf diese Weise erhaltene Prepolymere besaß
eine Bromzahl von 35, ein durchschnittliches Molekulargewicht von 8500 und einen Schmelzbereich von 102 bis
113° C.
In einem ähnlichen Reaktionsgefäß, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurden 492 g DAIP unter den gleichen Bedingungen
und in der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 1 polymerisiert. Die Viskosität der Reaktionsmischung betrug
100 Minuten nach dem Beginn der Polymerisation 560 cP (25° C). Die Reaktionsmischung wurde auf Zimmertemperatur
abgekühlt und dann in 5 Liter Methanol eingetragen. Die Aufarbeitung erfolgte wie in Beispiel 1, wobei
man 120 g des Prepolymeren erhielt. Das erhaltene Prepolymere besaß eine Bromzahl von 46, ein durchschnittliches
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Molekulargewicht von 9000 und einen Schmelzbereich von 77 bis 94° C.
Prüfung der Wärmebeständigkeit:
Die Wärmebeständigkeit der erhaltenen Prüfkörper entsprechend der in Tabelle 3 angegebenen Zusammensetzung und
die Formungsbedingungen unter Verwendung der nach den Beispielen 4, 5, 6, 9, 10 und 11 erhaltenen Precopolymeren
und der Prepolymeren aus DAOP und DAIP aus den Vergleichsbeispielen 1 und 2 wurden untersucht.
Material
Prepolymeres oder
Precopolymeres
Precopolymeres
Talk
Dicumylperoxid
Dicumylperoxid
Menge (Gew.-Teile)
100
100
Talk und Dicumylperoxid als Katalysatoren wurden gut mit dem Precopolymeren oder Prepolymeren vermischt und anschließend
zu einem Prüfkörper mit den Abmessungen 90 χ 10 χ 3 mm unter den entsprechenden Bedingungen, die
in Tabelle 4 angegeben sind, formgepreßt.
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Tabelle 4 : Bedingungen beim Formpressen
Precopolymeres | Temperatur | Druck | Dauer |
Beispiel Nr. | (°C) | (kg/cm ) | (Min.) |
4 | 160 | 100 | 5 |
5 | 160 | 80 | 5 |
6 | 160 | 60 | 5 |
Vergleichs beispiel 1 |
160 | 60 | 5 |
9 | 160 | 100 | 5 |
10 | 160 | 80 | 5 |
11 | 160 | 60 | 5 |
Vergleichs beispiel 2 |
160 | 60 | 5 |
Die Precopolymeren aus den Beispielen 4 und 9 mußten mit einem Druck von 100 kg/cm formgepreßt werden wegen ihres
höheren Schmelzpunktes und der weniger guten Fließeigenschaften
dieser Precopolymere, es traten jedoch keine Schwierigkeiten hinsichtlich der Wärmefestigkeit der geformten
Produkte auf.
Die Ergebnisse der Wärmefestigkeitsprüfung und die Prüfungsbedingungen
sind in der folgenden Tabelle 5 zusammengestellt.
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Tabelle 5 : Ergebnisse der Wärmefestigkeitsprüfung
Herkunft Prüftem- Gewichtsverlust der Prüfkörper nach
des Pre(co)- peratur Stunden (h)
polymeren (0C) 50 h 200 h 400 h 600 h 800 h
Beispiel | 4 | 9 | 200 | 0,35 | 0,55 | 0,75 | 0,95 | 1,25 |
Il | 5 | 10 | 200 | 0,55 | 1,27 | 2,25 | 3,22 | 4,22 |
Il | 6 | 11 | 200 | 0,69 | 1,55 | 2,73 | 3,80 | 5,10 |
Vergleichs beispiel 1 |
Vergleichs beispiel 2 |
200 | 0,75 | 1,74 | 3,10 | 4,48 | 6,45 | |
Beispiel | 220 | 0,30 | 0,55 | 0,71 | 1,02 | 1,50 | ||
Il | 220 | 0,35 | 0,95 | 1,50 | 2,21 | 3,12 | ||
Il | 220 | 0,38 | 1,10 | 1,98 | 3,55 | 6,03 | ||
220 | 0,45 | 1,25 | 2,60 | 5,20 | 8,20 |
Aus Tabelle 5 ist zu ersehen, daß der Gewichtsverlust der
Prüfkörper aus den erfindungsgemäßen Precopolymeren deutlich geringer ist als derjenige der aus den Prepolymeren
der Vergleichsbeispiele hergestellten Prüfkörper. Dies zeigt, daß die erfindungsgemäßen Precopolymere dem Endprodukt
eine deutlich bessere Wärmefestigkeit verleihen als die konventionellen Prepolymeren.
In einem mit Rührer, Thermometer, RUckflußkühler und Einleitungsrohr
für Sauerstoff ausgerüsteten Reaktionsgefäß
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wurden 369,4 g (1,5 Mole) DAOP und 124,5 g (0,5 Mole) TAIC unter Ruhren und gleichzeitigem Einblasen von Luft
in das Reaktionsgefäß mit einer Geschwindigkeit von 150 mm/Min, bei einer Temperatur von 160 C copolymerisiert.
95 Minuten nach Beginn der Copolymerisation erreichte der Brechungsindex der Reaktionsmischung den Wert
25
nn = 1,5309, der einer Copolymerisationsumwandlung von etwa 25 % entspricht, wie aus der Eichkurve 1 in Figur 1 abgelesen werden kann. Die Zufuhr von Luft wurde daraufhin unterbrochen und die Temperatur der Reaktionsmischung durch externes Kühlen auf 140° C erniedrig. Die Reaktionsmischung wurde anschließend bei einem reduzierten Druck von 0,3 mm Hg destilliert, wobei 230 g einer monomeren Mischung aus DAOP und TAIC zurückgewonnen wurden. Nach dem Abkühlen wurden 800 ml Methanol in den Destillationsrückstand unter Rühren eingegossen, wobei das gebildete Precopolymere als Feststoff ausgefällt wurde. Das feste Precopolymere wurde einer Unterdruckfiltration unterworfen und anschließend dreimal mit 50 ml Methanol gewaschen und dann getrocknet, wobei man 123,5 g des Precopolymeren mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 9000, einer Bromzahl von 56 und einem Schmelzbereich von 130 bis 148 C erhielt. Die molare Zusammensetzung des DAOP : TAIC betrug 68,4 : 31,6.
nn = 1,5309, der einer Copolymerisationsumwandlung von etwa 25 % entspricht, wie aus der Eichkurve 1 in Figur 1 abgelesen werden kann. Die Zufuhr von Luft wurde daraufhin unterbrochen und die Temperatur der Reaktionsmischung durch externes Kühlen auf 140° C erniedrig. Die Reaktionsmischung wurde anschließend bei einem reduzierten Druck von 0,3 mm Hg destilliert, wobei 230 g einer monomeren Mischung aus DAOP und TAIC zurückgewonnen wurden. Nach dem Abkühlen wurden 800 ml Methanol in den Destillationsrückstand unter Rühren eingegossen, wobei das gebildete Precopolymere als Feststoff ausgefällt wurde. Das feste Precopolymere wurde einer Unterdruckfiltration unterworfen und anschließend dreimal mit 50 ml Methanol gewaschen und dann getrocknet, wobei man 123,5 g des Precopolymeren mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 9000, einer Bromzahl von 56 und einem Schmelzbereich von 130 bis 148 C erhielt. Die molare Zusammensetzung des DAOP : TAIC betrug 68,4 : 31,6.
Die Filtrate nach Abtrennung des Precopolymerniederschlages und aus der Methanolwäsche wurden vereinigt und
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destilliert, um Methanol zurückzugewinnen, wobei man 140,4 g einer Mischung aus DAOP und TAIC erhielt. Insgesamt
wurden demnach an zurückgewonnener monomerer Mischung 230 g + 140,4 g = 370,4 g erhalten. Die Mischung
25
hatte einen Brechungsindex n_ = 1,5156, entsprechend einer molaren Zusammensetzung DAOP : TAIC von 77,2 : 22,8, wie aus der Eichkurve 9 in Figur 5 abgelesen werden kann.
hatte einen Brechungsindex n_ = 1,5156, entsprechend einer molaren Zusammensetzung DAOP : TAIC von 77,2 : 22,8, wie aus der Eichkurve 9 in Figur 5 abgelesen werden kann.
In einem ähnlichen Reaktionsgefäß wie in Beispiel 12 wurden 320,1 g (1,3 Mole) DAOP und 174,3 g (0,7 Mole) TAIC
unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 12 copolymerisiert.
Sobald der Brechungsindex des Reaktionsge-
25
misches den Wert n_ = 1,5284 erreicht hatte, was aufgrund
der Eichkurve 2 in Figur 1 einer Copolymerisationsausbeute von etwa 22 % entspricht, wurde die Copolymerisation
durch Unterbrechung der Luftzufuhr und Erniedrigung der Temperatur der Reaktionsmischung auf 140° C angehalten.
Die gekühlte Reaktionsmischung wurde unter einem Druck von 0,3 mm Hg destilliert, wobei 190 g der monomeren
Mischung zurückgewonnen wurden. Durch Verarbeitung des Destillationsrückstandes in der gleichen Weise wie in
Beispiel 1 wurden 109 g Precopolymeres erhalten. Dieses Precopolymere besaß ein durchschnittliches Molekulargewicht
von 10000, eine Bromzahl von 63 und einen Schmelzbereich von 135 bis 143° C. Die Zusammensetzung wies ein
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Verhältnis der monomeren Einheiten von DAOP zu TAIC von
56,2 : 43,8 auf und enthielt kein monomeres DAOP und TAIC. Die zurückgewonnenen monomeren Mischungen aus der
Vakuumdestillation, aus der Fällung des Precopolymeren und aus der Precopolymerenwäsche wurden wie in Beispiel 1
vereinigt. Die vereinigte Monomerenmischung besaß einen
25
Brechungsindex n„ von 1,5148, was gemäß der Eichkurve 9 in Figur 5 einem Molverhältnis DAOP : TAIC von 67,5 : 32,5 entspricht.
Brechungsindex n„ von 1,5148, was gemäß der Eichkurve 9 in Figur 5 einem Molverhältnis DAOP : TAIC von 67,5 : 32,5 entspricht.
Zu der zurückgewonnenen monomeren Mischung (384 g) wurden 61,9 g DAOP und 48,5 TAIC zugefügt, um die gleiche Zusammensetzung
des monomeren Gemisches wie im ersten Ansatz dieses Beispieles zu erhalten. Die Copolymerisation wurde
unter den gleichen Bedingungen wie im ersten Ansatz durchgeführt, wobei man 110 g Precopolymeres mit einem durchschnittlichen
Molekulargewicht von 9800, einer Bromzahl von 63, einem Schmelzbereich von 136 bis 144° C und einem
Gehalt an TAIC-Einheiten von 44,0 % erhielt.
Ein weiterer Copolymerisationsansatz wurde unter den gleichen Bedingungen wie im ersten Ansatz, jedoch ohne
die Destillation durchgeführt und stattdessen 2500 ml Methanol unter Rühren in die Reaktionsmischung eingegossen.
Man erhielt einen etwas viskosen ausgefällten Feststoff, der von der überstehenden Flüssigkeit durch Dekantieren
abgetrennt und dann in 500 ml Methanol aufgenommen
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wurde, worauf man das Gemisch rührte und den Feststoff in der Mischung zerkleinerte. Man ließ die Mischung solange
stehen, bis sich der zerkleinerte Feststoff abgesetzt hatte, entfernte dann die überstehende Flüssigkeit durch
Dekantieren und fügte weitere 500 ml Methanol zu dem Niederschlag, rührte das Gemisch und filtrierte es durch
Unterdruckfiltration. Der Feststoff auf dem Filter wurde dreimal mit jeweils 100 ml Methanol gewaschen und dann
getrocknet. Man erhielt auf diese Weise 113,3 g Precopolymeres mit einem Gehalt von 3,8 Gew.% einer Mischung aus
nicht-umgesetztem DAOP und TAIC.
In einem Reaktionsgefäß, wie in Beispiel 12 beschrieben, wurden 246,2 g (1,0 Mole) DAOP und 249 g (1,0 Mole) TAIC
unter Rühren und gleichzeitigem Einblasen von Luft in das Reaktionsgefäß mit einer Geschwindigkeit von 150 ml/Min,
bei einer Temperatur von 170° C copolymerisiert. 100 Minuten nach Beginn der Umsetzung besaß die Reaktionsmischung
bei einer Temperatur von 170° C copolymerisiert. 100 Minuten nach Beginn der Umsetzung besaß die Reaktionsmischung
25
einen Brechungsindex n_ von 1,5287, was entsprechend der Eichkurve 3 in Figur 1 einer Polymerisationsausbeute von 24 % entspricht. Die Zufuhr von Sauerstoff wurde unterbrochen und die Temperatur der Reaktionsmischung auf 140° C erniedrigt. Die abgekühlte Reaktionsmischung wurde unter reduziertem Druck von 0,3 mm Hg destilliert, wobei man die nicht-umgesetzte Monomerenmischung in einer Menge
einen Brechungsindex n_ von 1,5287, was entsprechend der Eichkurve 3 in Figur 1 einer Polymerisationsausbeute von 24 % entspricht. Die Zufuhr von Sauerstoff wurde unterbrochen und die Temperatur der Reaktionsmischung auf 140° C erniedrigt. Die abgekühlte Reaktionsmischung wurde unter reduziertem Druck von 0,3 mm Hg destilliert, wobei man die nicht-umgesetzte Monomerenmischung in einer Menge
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von 260 g zurückgewann. 700 ml Methanol wurden dem gekühlten Destillationsrückstand unter Rühren zugefügt, wobei
sich ein fester Niederschlag bildete. Dieser Niederschlag wurde filtriert, dreimal mit jeweils 50 ml Methanol gewaschen
und dann getrocknet. Man erhielt 118,9 g eines
Precopolymeren mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 9400, einer Bromzahl von 74 und einem Schmelzbereich von 175 bis 200° C. Das Produkt besaß ein Molverhältnis DAOP zu TAIC von 41,9 : 58,1. Die vereinigte zurückgewonnene Monomerenmischung besaß einen Brechungs-
Precopolymeren mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 9400, einer Bromzahl von 74 und einem Schmelzbereich von 175 bis 200° C. Das Produkt besaß ein Molverhältnis DAOP zu TAIC von 41,9 : 58,1. Die vereinigte zurückgewonnene Monomerenmischung besaß einen Brechungs-
25
index n_ von 1,5142, was entsprechend der Eichkurve 9 in Figur 5 einem Molverhältnis DAOP zu TAIC von 52,6 : 47,4 entspricht.
index n_ von 1,5142, was entsprechend der Eichkurve 9 in Figur 5 einem Molverhältnis DAOP zu TAIC von 52,6 : 47,4 entspricht.
In einem Reaktionsgefäß, das ähnlich dem des Beispiels 1 war, wurden 369,3 g (1,5 Mole) DAIP und 124,5 g (0,5
Mole) TAIC unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel-12 copolymerisiert. 90 Minuten nach Beginn der Umsetzung
25
erreichte das Reaktionsgemisch einen Brechungsindex nn
erreichte das Reaktionsgemisch einen Brechungsindex nn
von 1,5341, was gemäß der Eichkurve 4 in Figur 2 einer Copolymerisationsausbeute von etwa 25 % entspricht. Die
Zufuhr von Sauerstoff wurde daraufhin eingestellt und die Reaktionstemperatur auf 140 C durch Kühlen erniedrigt.
Die gekühlte Reaktionsmischung wurde unter einem reduzierten Druck von 0,3 mm Hg destilliert, wobei eine nicht-um-
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gesetzte Monomerenmi schung aus DAIP und TAIC in einer Menge von 250 g zurückgewonnen wurde. Nach dem Kühlen des
DestillationsrUckstandes wurden 750 ml Methanol unter
Rühren zugefügt und der ausgefällte Feststoff durch Unterdruckfiltration abgetrennt. Der Feststoff wurde dreimal
mit jeweils 100 ml Methanol gewaschen und dann getrocknet. Man erhielt 123 g des Precopolymeren mit einem durchschnittlichen
Molekulargewicht von 9200, einer Bromzahl von 66 und einem Schmelzbereich von 101 bis 113° C. Das
Molverhältnis DAIP : TAIC betrug. 69,9 : 30,1. Das auf diese Weise erhaltene Precopolymere enthielt kein nichtumgesetztes
Monomeres. Der Brechungsindex der vereinigten
25 zurückgewonnenen Monomerenmischung betrug nn = 1,5187,
was gemäß der Eichkurve 12 in Figur 6 einem Molverhältnis von DAIP zu TAIC von 76,7 : 23,3 entspricht. Zu der
zurückgewonnenen Monomerenmischung von 370 g wurden 111,5 g DAIP und 12,3 g TAIC zugefügt, wodurch man das
Molverhältnis der monomeren Ausgangsmischung des ersten Ansatzes erhielt. Mit dieser monomeren Mischung wurde die
Copolymerisation unter den gleichen Bedingungen und in der gleichen Weise wie im ersten Ansatz durchgeführt,
wobei man 123 g des Precopolymeren mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 9400, einer Bromzahl von 66,
einem Schmelzbereich von 102 bis 110 C und einem Molverhältnis DAIP : TAIC von 69,9 : 30,1 erhielt.
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In einem Reaktionsgefäß ähnlich dem in Beispiel 12 wurden 246,2 g (1,0 Mol) DAIP und 249 g (1,9 Mol) TAIC unter den
gleichen Bedingungen und in der gleichen Weise wie im Beispiel 12, jedoch bei einer Reaktionstemperatur von
170 C copolymerisiert. 90 Minuten nach dem Beginn der Umsetzung erreichte der Brechungsindex in dem Reaktions-
25
gemisch einen Wert nR von 1,5310, was gemäß der Eichkurve
5 in Figur 2 einer Copolymerisationsausbeute von 25,5 % entspricht. Die Zufuhr von Luft wurde daraufhin
eingestellt und die Reaktionsmischung auf eine Temperatur von 140° C abgekühlt.
Die abgekühlte Reaktionsmischung wurde unter reduziertem Druck von 0,3 mm Hg destilliert, wobei man 260 g der
nicht-umgesetzten Monomerenmischung zurückgewann. 700 ml Methanol wurden in den abgekühlten Destillationsrückstand
unter Rühren eingegossen und der gefällte Feststoff durch Unterdruckfiltration abgetrennt. Der Feststoff wurde dreimal
mit jeweils 100 ml Methanol gewaschen und dann getrocknet. Man erhielt 126,3 g des Precopolymeren mit
einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 9500, einer Bromzahl von 79, einem Schmelzbereich von 132 bis 150° C
und einem Molverhältnis DAIP : TAIC von 44,3 : 55,7.
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Der Brechungsindex der vereinigten zurückgewonnenen Mono-
25
merenmischung betrug nn = 1,5154, was gemäß der Eichkurve
12 in Figur 6 einem Molverhältnis DAIP zu TAIC von 52,0 : 48,2 entspricht.
In einem Reaktionsgefäß ähnlich dem in Beispiel 12 wurden 369,3 g (1,5 Mol) DAIP und 124,5 g (0,5 Mol) TAIC unter
den gleichen Bedingungen und in gleicher Weise copolymerisiert. 90 Minuten nach Beginn der Umsetzung besaß die
Reaktionsmischung eine Viskosität von 1800 cP bei 25° C, daß entspricht gemäß der Eichkurve 6 in Figur 3 einer
Copolymerisationsausbeute von etwa 25 %. Die Zufuhr von Sauerstoff wurde eingestellt und das Reaktionsgemisch auf
140° C abgekühlt. Das gekühlte Reaktionsgemisch wurde unter reduziertem Druck von 0,3 mm Hg destilliert und
250 g nicht-umgesetztes Monomerengemisch zurückgewonnen. Zu dem Destillationsrückstand wurde die dreifache Gewichtsmenge
an Methanol unter Rühren zugefügt, wobei ein Feststoff ausfiel, der durch Unterdruckfiltration abgetrennt
und getrocknet wurde. Man erhielt 128,5 g pulverförmiges Precopolymeres, das noch 4 Gew.% nicht-umgesetztes
Monomerengemisch aus DAIP und TAIC enthielt.
Zu Vergleichszwecken wurde die oben erwähnte Copolymerisation wiederholt mit dem Unterschied, daß anstelle der
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Destillation des nicht-umgesetzten Monomerengemisches diesmal die fünffache Menge, bezogen auf die Menge der
Reaktionsmischung, unter Rühren zu der Reaktionsmischung zugefügt wurde, wobei man eine viskose Flüssigkeit erhielt,
die sich am Boden des Reaktionsgefässes ansammelte. Nach der Entfernung der überstehenden klaren Flüssigkeit
durch Dekantieren wurde das Methanol aus der verbliebenen viskosen Flüssigkeit durch Destillation unter reduziertem
Druck entfernt und der noch verbliebene Rückstand getrocknet. Man erhielt 143 g eines halbfesten Produktes,
das 13,5 Gew.% einer nicht-umgesetzten monomeren Mischung aus DAIP und TAIC enthielt.
In einem Reaktionsgefäß ähnlich dem in Beispiel 12 wurden 295,5 g (1,2 Mol) DAIP und 199,2 g (0,8 Mol) TAIC unter
den gleichen Bedingungen und in gleicher Weise wie in Beispiel 12 copolymerisiert. 120 Minuten nach Beginn der
Umsetzung betrug die Viskosität der Reaktionsmischung 540 cP (bei 25° C), was gemäß der Eichkurve 7 in Figur 3
einer Copolymerisationsausbeute von etwa 22 % entspricht. Die Zufuhr von Sauerstoff wurde eingestellt und die Reaktionsmischung
auf eine Temperatur von 140 C gekühlt. Anschließend wurde das Reaktionsgemisch unter einem reduzierten
Druck von 0,3 mm Hg destilliert, wobei man 280 g der Monomermischung aus DAIP und TAIC zurückgewann. Zu
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2946813
dem Destillationsrückstand fügte man die dreifache Menge an Methanol unter Rühren zu, wobei ein Feststoff ausfiel,
der durch Unterdruckfiltration abgetrennt und dann getrocknet wurde. Man erhielt 113,3 g eines pulvrigen Precopolymeren,
das 3,8 Gew.% eines nicht-umgesetzten monomeren Gemisches aus DAIP und TAIC enthielt.
Zu Vergleichszwecken wurde die oben erwähnte Copolymerisation wiederholte mit dem Unterschied, daß anstelle der
Destillation des nicht-umgesetzten Monomerengemisches die
fünffache Menge an Methanol, bezogen auf die Menge der Reaktionsmischung, unter Rühren zu der Reaktionsmischung
zugefügt wurde, wobei sich eine viskose Flüssigkeit absetzte. Die überstehende Flüssigkeit wurde durch Dekantieren
und das Methanol aus der verbleibenden viskosen Flüssigkeit bei reduziertem Druck durch Destillation entfernt,
wobei man 123,6 g eines etwas viskosen, halbfesten Produktes erhielt. Das halbfeste Produkt enthielt
11,8 Gew.% nicht-umgesetztes Monomerengemisch aus DAIP
und TAIC.
In einem Reaktionsgefäß ähnlich dem in Beispiel 12 wurden 369,4 g (1,5 Mol) DAIP und 124,5 g (0,5 Mol) TAIC zusammen
mit 2,47 g Benzoylperoxid unter gleichzeitigem Einleiten von gasförmigem Stickstoff durch das Einleitungsrohr,
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das in Beispiel 12 zum Einblasen von Sauerstoff benutzt worden war, bei einer Temperatur von 80 C copolymerisiert.
120 Minuten nach Beginn der Umsetzung besaß das
25
Reaktionsgemisch einen Brechungsindex nn von 1,5308, was gemäß der Eichkurve 8 in Figur 4 einer Copolymerisationsausbeute von etwa 22 % entspricht. Die Reaktionsmischung wurde auf Zimmertemperatur abgekühlt und in 2500 ml Methanol unter Rühren gegossen. Der erhaltene ausgefällte Feststoff wurde durch Unterdruckfiltration abgetrennt und dreimal mit jeweils 100 ml Methanol gewaschen und dann getrocknet. Das auf diese Weise erhaltene Precopolymere wog 98,8 g und besaß ein durchschnittliches Molekulargewicht von 11000, eine Bromzahl von 65, einen Schmelzbereich von 113 bis 119° C und ein Molverhältnis DAIP : TAIC von 69,4 : 30,6.
Reaktionsgemisch einen Brechungsindex nn von 1,5308, was gemäß der Eichkurve 8 in Figur 4 einer Copolymerisationsausbeute von etwa 22 % entspricht. Die Reaktionsmischung wurde auf Zimmertemperatur abgekühlt und in 2500 ml Methanol unter Rühren gegossen. Der erhaltene ausgefällte Feststoff wurde durch Unterdruckfiltration abgetrennt und dreimal mit jeweils 100 ml Methanol gewaschen und dann getrocknet. Das auf diese Weise erhaltene Precopolymere wog 98,8 g und besaß ein durchschnittliches Molekulargewicht von 11000, eine Bromzahl von 65, einen Schmelzbereich von 113 bis 119° C und ein Molverhältnis DAIP : TAIC von 69,4 : 30,6.
sy :wo
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Leerseite
Claims (10)
1. Precopolymeres, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Diallylphthalat- und Triallylisocyanurat-Einheiten.
2. Precopolymeres nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Diallylphthalat ein Diallylorthophthalat
oder ein Diallylisophthalat ist.
3. Precopolymeres nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man es mittels Radikal-Copolymerisation
von Diallylphthalat und Triallylisocyanurat
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ORIGINAL INSPECTED
herstellt, indem man eine monomere Mischung von Diallylphthalat und Triallylisocyanurat in Gegenwart
von molekularem Sauerstoff oder in Gegenwart eines Initiators für die Radikal-Polymerisation erhitzt.
4.J Verfahren zur Herstellung eines Precopolymeren mit
einem Gehalt an Diallylphthalat- und Triallylisocyanurat-Einheiten, dadurch gekennzeichnet, daß man
eine monomere Mischung aus Diallylphthalat und Triallylisocyanurat in Gegenwart von molekularem Sauerstoff
oder in Gegenwart eines Initiators für die Radikal-Polymerisation erhitzt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Abbrechen der Radikal-Copolymerisation
nicht-umgesetztes monomeres Diallylphthalat und Isocyanurat aus der Reaktionsmischung durch
Destillation unter vermindertem Druck zurückgewinnt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Lösungsmittel, in dem sich
das monomere Diallylphthalat und das monomere Triallylisocyanurat, nicht aber das gebildete Precopolymere
lösen, zum Destillationsrückstand zufügt und das dabei ausgefällte Precopolymere von der
Mutterlauge, die sich aus dem Lösungsmittel und der
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nicht-umgesetzten monomeren Mischung von Diallylphthalat
und Triallylisocyanurat zusammensetzt, abtrennt .
7. Verfahren nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das nicht-umgesetzte monomere
Gemisch aus der Mutterlauge zurückgewinnt, indem man die Mutterlauge destilliert und das monomere Destillat
mit dem aus der Reaktionsmischung durch Destillation zurückgewonnenen nicht-umgesetzten monomeren
Diallylphthalat und Triallylisocyanurat vereinigt und anschließend die vereinigte zurückgewonnene monomere
Mischung in seiner Zusammensetzung so einstellt, daß sie in einem weiteren Copolymerisationsansatz
eingesetzt werden kann.
8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Copolymerisation zu einem Zeitpunkt anhält,
bei dem die Copolymerisationsumwandlung einen vorbestimmten Wert erreicht, der einem bestimmten
Brechungsindex oder einer bestimmten Viskosität der Reaktionsmischung zu diesem Zeitpunkt entspricht, wobei
man entsprechende Bestimmungen des Brechungsindexes oder der Viskosität in der Reaktionsmischung
vornimmt und den Grad der Copolymerisationsumwandlung anhand einer vorher aufgestellten, die Bezie-
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hung zwischen Brechungsindex oder Viskosität der
Reaktionsmischung und der Copolymerisationsausbeute darstellenden Eichkurve ermittelt.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Einstellung der vereinigten
zurückgewonnenen monomeren Mischungen unter Benutzung einer Eichkurve vornimmt, die man vorher
aufgestellt hat und die die Beziehung zwischen den Brechungsindizes von Mischungen aus monomerem
Diallylphthalat und monomerem Triallylisocyanurat und der Zusammensetzung dieser Mischungen darstellt.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß als Diallylphthalat Diallylorthophthalat oder Diallylisophthalat eingesetzt wird.
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Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP14270278A JPS5569610A (en) | 1978-11-18 | 1978-11-18 | Copolymeric prepolymer and its preparation |
JP13270579A JPS5657812A (en) | 1979-10-15 | 1979-10-15 | Preparation of prepolymer of copolymer |
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DE2946819A1 true DE2946819A1 (de) | 1981-04-23 |
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ID=26467224
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DE19792946819 Granted DE2946819A1 (de) | 1978-11-18 | 1979-11-16 | Precopolymeres und verfahren zu seiner herstellung |
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DE (1) | DE2946819A1 (de) |
FR (1) | FR2441635A1 (de) |
GB (1) | GB2034725B (de) |
IT (1) | IT1162798B (de) |
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