DE3008833A1 - METHOD FOR COPOLYMERIZING AETHYLENE WITH POLYUNSATURED HYDROCARBONS - Google Patents

METHOD FOR COPOLYMERIZING AETHYLENE WITH POLYUNSATURED HYDROCARBONS

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DE3008833A1
DE3008833A1 DE19803008833 DE3008833A DE3008833A1 DE 3008833 A1 DE3008833 A1 DE 3008833A1 DE 19803008833 DE19803008833 DE 19803008833 DE 3008833 A DE3008833 A DE 3008833A DE 3008833 A1 DE3008833 A1 DE 3008833A1
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ethylene
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Agostino Balducci
Antonio Carbonaro
Domenico Ferraro
Donato Milanese Mailand San
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/02Ethene

Description

Oase 1215
12/10/bs
Oasis 1215
12/10 / bs

AITIC S.ρ.Α., Palermo / ItalienAITIC S.ρ.Α., Palermo / Italy

Verfahren zur Copolymerisation von Äthylen mit polyungesättigiProcess for the copolymerization of ethylene with polyunsaturated KohlenwasserstoffenHydrocarbons

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Copolymeren in hoher Ausbeute, ausgehend τ Äthylen, entweder allein oder im Gemisch mit einem oder mehren a-Olefinen, und einer Verbindung, die zwei oder mehrere ungess te olefinische Bindungen enthält, die konjugiert sein können; "bei dem Verfahren wird ein Eatalysatorsystem verwendet, das i) eine organometallische Verbindung der Gruppe III des Period systems der Elemente undThe present invention relates to an improved process for the production of copolymers in high yield, starting from τ Ethylene, either alone or in admixture with one or more α-olefins, and a compound which has two or more uness contains te olefinic bonds which may be conjugated; "The process uses a catalyst system which i) an organometallic compound of Group III of the Periodic Table of the Elements and

ii) eine Verbindung, hergestellt durch Reaktion von Magnesiumn tall- oder Manganmetalldampf mit einer Titanverbindung und ein Haiogend onat or enthält.ii) a compound produced by the reaction of magnesium contains metal or manganese metal vapor with a titanium compound and a Haiogendonat or.

Die von der Copolymerisation von Äthylen allein mit der polyun gesättigten Verbindung stammenden Produkte liegen in der Form von kristallinen Polymeren vor.The products resulting from the copolymerization of ethylene alone with the polyunsaturated compound are in the form of crystalline polymers.

Es wurden verschiedene Verfahren zur Herstellung von kristalli Copolymeren beschrieben, die von der Polymerisation von Äthyle mit einem konjugierten oder nicht-konjugierten Polyolefin und insbesondere Butadien und Äthyliden-norbornen stammen (vergl. beispielsweise die DE-OSen 25 34 493, 25 34 497 und 27 32 110, entsprechend den deutschen Patentanmeldungen P 25 34 493.8, P 25 34 497.2 und P 27 32 110.4).Various processes have been described for the preparation of crystalline copolymers derived from the polymerization of ethyls with a conjugated or non-conjugated polyolefin and in particular butadiene and ethylidene norbornene (cf. for example DE-OSes 25 34 493, 25 34 497 and 27 32 110, according to German patent applications P 25 34 493.8, P 25 34 497.2 and P 27 32 110.4).

Diese Verfahren basieren auf den coordinierten anionischen Kat; lysatoren auf Vanadin-Basis, die, obwohl sie zu hohen Polymerisationsausbeuten führen, keinen derartigen Aktivitätsgrad erre.These processes are based on the coordinated anionic cat; Vanadium-based analyzers which, although they lead to high polymerization yields, do not achieve such a degree of activity.

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oben, um die Notwendigkeit, schwierige Reinigungen des Copolymeren von den Übergangsmetallresten zu verhindern, welche die Oxidationsstabilität des Copolymeren schädigen und die zu einer unerwünschten Farbe führen.· In der DE-OS 27 Q3 604 (entsprechend der deutschen Patentanmeldung.? 27 05 604.0) wird eine Katalysatorzusammensetzung beschrieben, die äußerst aktiv bei der Polymerisation und Copolymerisation von Mono-a-olefinen ist und hergestellt wird durch Reaktion einer organometallisohen Verbindung der Gruppe III des Periodensystems der Elemente mit einer Zusammensetzung, hergestellt durchabove to the need to difficult cleanings of the copolymer to prevent from the transition metal residues, which damage the oxidation stability of the copolymer and which lead to an undesirable Color lead. · In DE-OS 27 Q3 604 (corresponding to the German patent application.? 27 05 604.0) a catalyst composition described, which is extremely active in the polymerization and copolymerization of mono-a-olefins and is produced is made by reacting an organometallic compound of Group III of the Periodic Table of the Elements with a composition made by

i) Verdampfen oder Sublimieren von Magnesium im Vakuum und ii) Kondensieren dieses Dampfes in eine kondensierte Phase, die ein litantetrahalogsnid und einen Halogendonator enthält.i) evaporation or sublimation of magnesium in vacuo and ii) condensation of this vapor into a condensed phase which contains a litantetrahalogsnide and a halogen donor.

In dieser DE-OS wird auch beschrieben, daß die Aktivität der katalytischen Zusammensetzung bei der Homo- und Copolymerisation von a-01efinen äußerst hoch ist, wenn die Menge an verdampftem Magnesiummetall derart liegt, daß sich ein Atomverhältnis von Mg/Ti in der kondensierten Phase von weit über 0,5 ergibt und eine Verbindung darin vorhanden ist, die dazu geeignet ist, das Halogen zum Magnesiummetall im Überschuß zum Atomverhältnis Mg/Ti von 0,5 entsprechend dem Komplex MgXg^IiX* (X = Halogen) zu erhöhen. Auf diese Weise wird weiter MgXg gebildet, das mit dem stöchiometrischen Komplex reagiert unter Bildung eines neuen und aktiveren Komplexes, der Sitan enthält. Es wurde nunmehr gefunden, daß durch geeignetes Modifizieren der Magnesium-Verdampfungsbedingungen und Wählen der Reagenzien und Reaktionsbedingungen, es^möglich wird, Äthylen zu copolymerisieren, entweder allein oder im Gemisch mit anderen a-01efinen, mit einer Verbindung, die eine oder mehrere ungesättigte Olefinbindungen enthält, wobei man hochkristalline Polymere erhält, wenn man Äthylen allein verwendet. Zur Herstellung der Katalysatorzusammensetzung kann zusätzlich zum Magnesium auch Mangan verwendet werden.This DE-OS also describes that the activity of the catalytic composition in the homopolymerization and copolymerization of α-olefins is extremely high when the amount of evaporated magnesium metal is such that there is an atomic ratio of Mg / Ti in the condensed phase of well over 0.5 and a compound is present therein which is suitable for increasing the halogen to the magnesium metal in excess to the atomic ratio Mg / Ti of 0.5 corresponding to the complex MgXg ^ IiX * (X = halogen). In this way, MgXg is further formed, which reacts with the stoichiometric complex to form a new and more active complex containing sitane. It has now been found that by appropriately modifying the magnesium evaporation conditions and choosing the reagents and reaction conditions, it becomes possible to copolymerize ethylene, either alone or in admixture with other α-olefins, with a compound having one or more unsaturated olefin bonds contains, with highly crystalline polymers being obtained when ethylene is used alone. In addition to magnesium, manganese can also be used to produce the catalyst composition.

Die Aktivität des vorstehend beschriebenen Katalysatorsystems liegt derart, daß eine Copolymermenge pro g litan erzielt wird, die gleich oder größer als 50 kg ist. Die Katalysatorzusammensetzung wird hergestellt durch Verdampfen des- Magnesiums oderThe activity of the catalyst system described above is such that an amount of copolymer per g of liter is achieved which is equal to or greater than 50 kg. The catalyst composition is prepared by evaporating the magnesium or

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Mangans, entweder in ihrem metallischen Zustand oder in Form e ner ihrer Legierungen und Kondensieren des Dampfs in eine kali Lösung, hergestellt durch Auflösen einer Titanverbindung und einer Halogenverbindung in einem inerten Verdünnungsmittel.Manganese, either in its metallic state or in the form e ner their alloys and condensing the steam into a kali solution, produced by dissolving a titanium compound and a halogen compound in an inert diluent.

Das Metall (M) kann inPulverf orm oder in der Form von Granulat oder als Klumpen verwendet werden und wird vorzugsweise durch Sublimieren unter Vakuum verdampft. Im Falle von Magnesium vai iert die Temperatur als Punktion des Druckes von 266 bis 133 x10" (2 his 10"* Torr) zwischen etwa650 und 3000C.The metal (M) can be used in powder form or in the form of granules or lumps, and is preferably evaporated by sublimation under vacuum. In the case of magnesium vai the temperature "(* 10 2 Torr his") ated as puncture of the pressure from 266 to 133 x10 between about 650 and 300 0 C.

Mangan erfordert kräftigere Bedingungen, nämlich 800 bis 1100c für 133 x 10"1 bis 133 ac 10~4 Pa (bzw. 10"*1 bis 10"4 Torr).Manganese requires more vigorous conditions, namely 800 to 1100 c for 133 x 10 "is 1 to 133 ac ~ 10 4 Pa (or 10" * 1 to 10 "4 Torr).

Wir der Arbeitsgang bei einer höheren Temperatur durchgeführt, so kann das Metall aus seinem geschmolzenen Zustand selbst bei Atmosphärendruck verdampft werden. Die Lösung, in die der Damj kondensiert wird, wird bei niedriger Temperatur gerührt. In Be Ziehung zu dem verwendeten Lösungsmittel kann dieses auf eine Temperatur im Bereich von -120 bis O0C und im allgemeinen vom -80 bis -200C gehalten werden. Die Verwendung eines inerten Ye dtinnungsmittels, ausgewählt aus niedrig-flüchtigen Kohlenwasse stoff-Lösungsmitteln mit geringem Gefrierpunkt (z.B. n-Heptan, n-0ctan, Toluol usw.) ist nicht unbedingt notwendig, da die Re aktion auch in der Titanverbindung und der halogenierten Verbi dung in ihrem reinen Zustand durchgeführt werden kann.If the operation is carried out at a higher temperature, the metal can be vaporized from its molten state even at atmospheric pressure. The solution into which the damj is condensed is stirred at low temperature. In Be contraction to the solvent used this may be from 0 C to a temperature in the range of -120 to O are generally kept from -80 ° to -20 0 C. The use of an inert Ye thinning agent, selected from low-volatile hydrocarbon solvents with a low freezing point (e.g. n-heptane, n-octane, toluene, etc.) is not absolutely necessary, as the reaction also occurs in the titanium compound and the halogenated Verbi fertilization can be carried out in its pure state.

Titantetrachlorid stellt eine flüssige Titanverbindung dar, di für diesen Zweck geeignet ist und die Alkylhalogenide sind geeignet als halogenierte Verbindungen, wobei ein abgemessener Überschuß das Reaktionsmedium bildet.Titanium tetrachloride is a liquid titanium compound suitable for this purpose and the alkyl halides are suitable as halogenated compounds, a measured excess forming the reaction medium.

Beispiele für Alkylhalogenide, die verwendet werden können, si 1-Chlorbutan, 1-Chlorhexan und 1-Bromhexan, jedoch sind sekundäre oder tertiäre Alkylhalogenide und Aryl- oder Alkylarylhal genide ebenfalls reaktiv. Von den anorganischen Halogeniden ha ben sich als am zweckmäßigsten folgende erwiesen: SnCl., GeCl. und POCl,.Examples of alkyl halides that can be used see si 1-chlorobutane, 1-chlorohexane, and 1-bromohexane, however, are secondary or tertiary alkyl halides and aryl or alkylaryl halides also reactive. Of the inorganic halides, ha The following have proven to be the most suitable: SnCl., GeCl. and POCl ,.

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Unter den titanverbindungen können zusätzlich zu dem Tetrachlorid auch andere Halogenide wirksam verwendet werden, einschließlich der 3-wertigen Halogenide, der Alkoholoate, der Halogenalkohola« te, der Chelate und aller organometallisoher Derivate. In der Praxis kann 3ede Titanverbindung verwendet werden, wobei der Unterschied zwischen ihnen lediglich in der Reaktionsgeschwindigkeit liegt.Among the titanium compounds, in addition to the tetrachloride other halides can also be used effectively, including the trivalent halides, the alcoholoates, the halo alcohols " te, the chelates and all organometallic derivatives. In practice, any titanium compound can be used, with the difference between them lies only in the speed of reaction.

Das M/Ti-Verhältnis, das erzielt werden soll, um äußerst aktive Katalysatorzusammensetzungen herzustellen, überschreitet 0,5 und insbesondere > 4. Der bevorzugte Wert für dieses Verhältnis liegt bei 15 bis 30 und ein weiterer Überschuß an M (Mg oder wn) bietet keinen Yorteil. Die Menge der Halogendonatorverbindung, die bei der Reaktion vorhanden ist, wird Je nach der Menge an M eingestellt, bezogen auf diese in einem Verhältnis bzw. in einer Menge von^ 2 im Falle von monohalogenierten organischen Verbindungen und ^1 im Palle von anorganischen Verbindungen vorliegen sollte, die dazu geeignet sind, mehr als ein Halogenatom pro Molekül zu liefern. Die Reaktion zwischen dem M-Dampf und der Ti-Verbindung und der halogenieren Verbindung erfolgt bereits teilweise bei der vorstehenden niedrigen Temperatur. Pur ihre Vollendung ist entweder ein längeres (einige Tage) Stehen bei Raumtemperatur erforderlich oder vorzugsweise ein Erwärmen während einiger Stunden ( 1-5), je nach der gewählten Temperatur (50 - 1800C). Die Reaktion verläuft schneller, wenn der Halogendonator anorganisch ist.The M / Ti ratio which is to be achieved in order to produce extremely active catalyst compositions exceeds 0.5 and in particular> 4. The preferred value for this ratio is from 15 to 30 and a further excess of M (Mg or wn) offers no benefit. The amount of the halogen donor compound which is present in the reaction is adjusted depending on the amount of M, based on this in a ratio or in an amount of ^ 2 in the case of monohalogenated organic compounds and ^ 1 in the case of inorganic compounds that are capable of supplying more than one halogen atom per molecule. The reaction between the M vapor and the Ti compound and the halogenated compound already partially takes place at the above low temperature. To complete them, either longer (a few days) standing at room temperature or, preferably, heating for a few hours (1-5), depending on the selected temperature (50-180 ° C.), is necessary. The reaction is faster when the halogen donor is inorganic.

Der Halogendonator ist bei der auf niedriger Temperatur gehaltenen; lösung nicht unbedingt erforderlich, in die der Metalldampf kondensiert wird. Er kann später zugesetzt werden, ;jedoch bevor die Lösung auf eine höhere Temperatur zur Vollendung der Reaktion angehoben wird.The halogen donor is at that kept at a low temperature; solution is not absolutely necessary, in which the metal vapor is condensed. It can be added later, but before the solution is raised to a higher temperature to complete the reaction.

Die vorstehend hergestellte feine Suspension wird gewöhnlich direkt als Katalysatorkomponente für die Polymerisation, die nachfolgend beschrieben wird, verwendet, vorausgesetzt, daß kein Überschuß eines der Reagenzien oder irgerääweloher Reaktionsnebenprodukte im wesentlichen störende Mittel für die Bildung desThe fine suspension prepared above is usually used directly as a catalyst component for the polymerization which follows is used provided that there is no excess of any of the reagents or any reaction by-products essentially disruptive agents for the formation of the

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ORlGlWAU INSPECTEDORlGlWAU INSPECTED

Katalysators darstellen. Alternativ kann diese Suspension filtriert werden und der Feststoff kann erneut in dem als am zweck· mäßigsten angesehenen Dispergierungsmittel, im allgemeinen dem gleichen, in dem die Polymerisation durchgeführt wird,suspend! werden. Auch kann die feste Verbindung auf einem inerten feste: Träger dispergiert v/erden, der beispielsweise aus dem jeweilig Polymeren, das hergestellt werden soll, besteht.Represent catalyst. Alternatively, this suspension can be filtered and the solid can be again in the dispersing agent considered to be the most expedient, generally the same in which the polymerization is carried out, suspend! will. The solid compound can also be dispersed on an inert solid carrier, for example from the respective Polymer to be made is made.

Wie erwähnt, besteht die andere katalytische Komponente aus ei ner organometallischen Verbindung eines Elements der Gruppe II des Periodensystems der Elemente.As mentioned, the other catalytic component consists of egg an organometallic compound of an element of group II of the periodic table of the elements.

Unter diesen Elementen wird Aluminium am häufigsten verwendet wegen seiner Wirksamkeit und Zweckmäßigkeit.Among these elements, aluminum is the most widely used because of its effectiveness and expediency.

Beispiele für Verbindungen, die verwendet werden, sind die Sri alkyl- und Triarylaluminiumverbindungen, wie Al(C2Hc)JjAlCi-G, Al(C6H5)3, die Alkylaluminiumhydride wie Al(H) U-C3H7)2 und d Alkyl- und Ary!aluminiumhalogenide wie Al(C2Hc)2Cl und (]Examples of compounds that are used are the Sri alkyl and triaryl aluminum compounds such as Al (C 2 Hc) JjAlCi-G, Al (C 6 H 5 ) 3 , the alkyl aluminum hydrides such as Al (H) UC 3 H 7 ) 2 and d alkyl and aryl aluminum halides such as Al (C 2 Hc) 2 Cl and (]

Die Irialky!derivate sind bevorzugt, jedoch sind sie auch sehr wirksam im Gemisch mit den halogenierten Derivaten.The Irialky derivatives are preferred, but they are also very good effective in a mixture with the halogenated derivatives.

Das Molverhältnis der organometallischen Verbindungen zu der T tanverbindung sollte 3 überschreiten, um eine maximale spezifi sehe Wirksamkeit zu erzielen.The molar ratio of the organometallic compounds to the tan compound should exceed 3 in order to achieve a maximum specifi see effectiveness.

Aus praktischen Gründen wird dieses Verhältnis sehr hoch gehal ten, beispielsweise bei 100 bis 500, in Anbetracht der Tatsach daß äußerst geringe Mengen der Titanverbindung bei der Polymer sation verwendet werden. Wie erwähnt, basiert das erfindungsge mäße Copolymerisationsverfahren auf der Copolymerisation von Äthylen mit einem konjugierten oder nicht-konjugierten Polyöle fin und der Verwendung der vorstehenden katalytischen Komponen in Anwensenheit eines inerten Verdünnungsmittels bei einer Tea peratur von 40" bis 1200C und einem Arbeitsdruck von etwa 1 bis etwa 20 bar.O bis 20 kg/cm2).As a practical matter, this ratio is kept very high, for example 100 to 500, in view of the fact that extremely small amounts of the titanium compound are used in the polymerisation. As mentioned, the copolymerization process according to the invention is based on the copolymerization of ethylene with a conjugated or non-conjugated polyol and the use of the above catalytic components in the presence of an inert diluent at a temperature of 40 "to 120 0 C and a working pressure of about 1 to about 20 bar. O to 20 kg / cm 2 ).

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Bei ansatzweisen Verfallren werden die Reagenzien derart in den Reaktor "beschickt, daß der Katalysator entweder in Anwesenheit des G-emischs der "beiden Monomeren gebildet wird oder damit in Kontakt kommt.In the case of batchwise expiry, the reagents are so in the Reactor "charged that the catalyst either in the presence of the mixture of the "two monomers is formed or thus in Contact comes.

In der Praxis "bestehen zwei Arbeitsmethoden, von denen "beide v/irksam sind. Bei der ersten wird die Katalysatorkomponente, die das Titan enthält, zuletzt eingeführt, während "bei der zweiten die Reaktion zwischen den Katalysatorkomponenten, die nachher "bzw. nacheinander dem Monomergemisch zugesetzt werden sollen, getrennt durchgeführt wird. Im letzteren FaIIe liegt eine Präkontaktzeit vor, die - obwohl sie nicht kritisch ist - nicht sehr lang ausgedehnt werden sollte, insbesondere wenn ein hohes Al/Ti-Verhältnis" verwendet wird.In practice "there are two working methods, of which" both are effective are. In the first, the catalyst component containing the titanium is introduced last, while in the second, the Reaction between the catalyst components, which afterwards "resp. to be added successively to the monomer mixture is carried out separately. In the latter case there is a pre-contact time which - although not critical - should not be extended very long, especially if a high Al / Ti ratio " is used.

Die aliphatischen Kohlenwasserstoffe werden vorzugsweise als inerte Verdünnungsmittel verwendet. Jedoch ist die Anwesenheit eines Verdünnungsmittels während der Polymerisationsstufe nicht unbedingt notwendig, da es möglich ist, im gasförmigen Zustand zu arbeiten durch Einführung des Katalysators, dispergiert in einer geringen Menge niedrig-siedenden Lösungsmittels.The aliphatic hydrocarbons are preferably considered to be inert Diluent used. However, the presence of a diluent during the polymerization step is not absolutely necessary as it is possible to work in the gaseous state by introducing the catalyst dispersed in a small amount of low-boiling solvent.

Die Monomeren, die beispielsweise für das erfindungsgemäße Copolymerisationsverfahren verwendet werden können, sind im folgenden aufgeführt. Die vorstehend erwähnten Bedingungen beziehen sich auf den Allgemeinfall und es können alle Arten von Äthylen-Copolymeren durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf der Basis der für die nachstehenden Oopolymeren detailliert angegebenen Lehre im Rahmen der vorliegenden Erfindung hergestellt werden. Für den Fachmann ergibt sich aus der erfindungsgemäßen Lehre die Möglichkeit, die zweckmäßigsten Arbeitsbedingungen, bezogen auf das gewünschte Polymere, zu wählen.The monomers, for example, for the copolymerization process according to the invention are listed below. Refer to the above mentioned conditions refer to the general case and all types of ethylene copolymers can be used by applying the method of the invention on the basis of that detailed for the copolymers below given teaching are produced within the scope of the present invention. For the person skilled in the art, it follows from the invention Teaches the possibility of choosing the most appropriate working conditions based on the desired polymer.

Bei den Monomeren handelt es sich um Äthylen einerseits und einen cyclischen oder acyclischen Kohlenwasserstoff, der mehr als eine ungesättigte Bindung enthält, die konjugiert sein kann, andererseits. The monomers are ethylene on the one hand and a cyclic or acyclic hydrocarbon, which has more than one contains unsaturated bond which may be conjugated, on the other hand.

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Prototypen für diese Klassen von Kohlenwasserstoffen, die aufgrund ihrer Reaktionsfähigkeit und geringen Kosten bevorzugt
sind, sind 1 f 3-Butadien und 5-Äthyliden-(2,2,i)-dicyclohepta-2 en (Äthylidennorbornen).
Prototypes for these classes of hydrocarbons preferred because of their reactivity and low cost
are, 1 f are 3-butadiene and 5-ethylidene- (2,2, i) -dicyclohepta-2 en (ethylidene norbornene).

Sie weisen eine Polymerisationsreaktionsfähigkeit auf, die geringer ist als die von Äthylen, weswegen sie im Überschuß (50-fach oder mehr) über die Menge des gleichen Monomeren, die zui Erzielung des Copolymeren erforderlich ist, beschickt werden.They have a polymerization reactivity that is lower is than that of ethylene, which is why it is in excess (50 times or more) over the amount of the same monomer that zui Achievement of the copolymer is required to be charged.

Dieser Überschuß wird durch Rezyklisieren seiner Lösung verweiThis excess is used up by recycling its solution

Das praktisch nützliche Äthylencomonomere, das in dem Copolyme vorhanden ist, beträgt gerade einige wenige Prozent (weniger a 10 f)The practically useful ethylene comonomer present in the copolymer is just a few percent (less a 10 f)

Das Molekulargewicht des Copolymeren kann gesteuert werden dur Einführen von Wasserstoff zusätzlich zur Variation der Reaktio bedingungen. Die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergeste ten Copolymeren haben Eigenschaften, die mit ihrer Zusammenset zung variieren. Die Äthylen-Butadiencopolymeren enthalten trän ungesättigte Bindungen, wohingegen eis- und Vinyl-ungesättigte Bindungen nicht vorhanden sind oder praktisch nicht vorhanden sind, was durch eine 1,4-trans-Addition der Butadieneinheiten gezeigt wird. Die an Äthylen reichen Äthylen-Butadiencopolymesind charakterisiert durch Dichten von 0,940 bis 0,960,The molecular weight of the copolymer can be controlled by introducing hydrogen in addition to varying the reaction conditions. The hergeste by the method according to the invention th copolymers have properties that vary with their composition. The ethylene-butadiene copolymers contain drowning unsaturated bonds, whereas ice and vinyl unsaturations Bonds are absent or practically absent, which is due to a 1,4-trans addition of the butadiene units will be shown. The ethylene-butadiene copolymers rich in ethylene are characterized by densities of 0.940 to 0.960,

Schmelzpunkte von etwa 1300C und eine Verteilung von ungesätti; ten Bindungen, wie durch das -O-IMR-Spektrum der Figur
(das sich auf ein Copolymeres mit 12,3 Mol-$ Butadien bezieht) gezeigt, in dem drei Maxima bzw. Peaks ersichtlich sind, die
den verschieden strukturierten Butadieneinheiten längs der Polymerkette zuzuschreiben sind (Peaks, die. den Methylengruppen in dem Butadien zuzuschreiben sind bei a = 32,6, b = 32,7 und
ο = 32,9 ppm). Es sei erwähnt, daß analoge Copolymere, hergestellt nach dem Stand der Technik nur zwei dieser drei Peaks
im C1 ^-in-IR-Spektrum zeigen. Es ist bekannt, daß kristalline Po! a-olefine, wie Polyäthylen, isotaktisches Polypropylen, isotak· tisches Polybuten usw. seit einiger Zeit im Handel zugänglich
Melting points of about 130 0 C and a distribution of unsaturated ; th bonds, as indicated by the -O-IMR spectrum of the figure
(which refers to a copolymer with 12.3 mol- $ butadiene), in which three maxima or peaks can be seen, the
can be ascribed to the differently structured butadiene units along the polymer chain (peaks which are ascribed to the methylene groups in the butadiene at a = 32.6, b = 32.7 and
ο = 32.9 ppm). It should be noted that analog copolymers prepared according to the prior art only have two of these three peaks
show in the C 1 ^ in IR spectrum. It is known that crystalline Po! α-olefins, such as polyethylene, isotactic polypropylene, isotactic polybutene, etc., have been commercially available for some time

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPE CTED

Diese Poly-a-olefine "bestehen entweder aus Homopolymeren oder aus Copolymeren mit geringen Mengen eines zweiten oc-Olefins, um "bestimmte technische Probleme zu lösen.These poly-a-olefins "consist either of homopolymers or of Copolymers with small amounts of a second oc-olefin to "certain solve technical problems.

Die Menge des zweiten Olefins ist gewöhnlich so gering, daß die Kristallinität im Vergleich mit dem Homopolymeren nicht übermäßig verringert wird, da einige wichtige mechanische Charakteristik, wie das Modul, die Zugfestigkeit usw. an eine hohe Kristallinität gebunden sind.The amount of the second olefin is usually so small that the crystallinity is not excessive compared to the homopolymer is decreased because some important mechanical characteristics such as modulus, tensile strength, etc. are required to have high crystallinity are bound.

Bei Copolymeren aus Ithylen mit Butadien ermöglicht die Verträglichkeit der Einheiten der zwei Typen in dem gleichen Kristall im wesentlichen die Erzielung kristalliner Polymerer über den gesamten Zusammensetzungsbereich vom reinen Polyäthylen bis zum reinen trans-Polybutadien. In diesem !"alle besteht daher keine Beschränkung, die im !Falle von Copolymeren der Mono-a-olefine besteht, in denen ein Olefin in einer sehr geringen Menge im Copolymer enthalten sein muß, um die Kristallinität bei einem hohen Niveau zu halten. Ein besonders wichtiger Vorteil der durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Copolymeren ist damit verbunden, daß sie ungesättigte Bindungen enthalten (entweder in der Hauptkette, wie im Falle von Butadien, oder in den Seitengruppen, wie im Falle von Äthylidennorbornen).In the case of copolymers of ethylene with butadiene, this enables compatibility of the units of the two types in the same crystal essentially results in crystalline polymers via the entire composition range from pure polyethylene to pure trans-polybutadiene. In this! "All there is therefore none Limitation in the case of copolymers of mono-a-olefins exists, in which an olefin must be contained in a very small amount in the copolymer in order to maintain crystallinity in a to maintain a high level. A particularly important advantage of the copolymers produced by the process according to the invention is associated with the fact that they contain unsaturated bonds (either in the main chain, as in the case of butadiene, or in the side groups, as in the case of ethylidene norbornene).

Mittels dieser ungesättigten Bindungen kann das Copolymere leicht vernetzt werden (mit Schwefel oder anderen Reagenzien), um die technischen Charakteristika, wie die thermische Beständigkeit, die Schlagzähigkeit oder die Widerstandsfähigkeit gegen Mittel, die die Bildung von umweltbedingten Spannungsrissen induzieren, weiter verbessert werden.By means of these unsaturated bonds, the copolymer can be easily crosslinked (with sulfur or other reagents) in order to achieve the technical characteristics such as thermal resistance, impact strength or resistance to agents, which induce the formation of environmental stress cracks, can be further improved.

Die ungesättigten Bindungen ermöglichen auch gewisse Umwandlungen, die andererseits schwierig bis unmöglich wären, wie eine Schaumbildung oder die Thermoschäumung von Folien- Materialien bzw. Platten-Materialien.The unsaturated bonds also allow certain transformations, which on the other hand would be difficult or impossible, such as foaming or thermal foaming of film materials or plate materials.

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-H--H-

Beispiel 1example 1

Eine katalytische Komponente, die Titan enthält, wird in einem horizontal angeordneten rotierenden Glaskolben von 1 1 hergestellt, in dessen Zentrum sich ein elektrisch mittels eines Wolframfadens beheizter Aluminiumtiegel befindet.A catalytic component that contains titanium is in one horizontally arranged rotating glass bulb of 1 1 manufactured, in the center of which is an electrically by means of a Tungsten filament heated aluminum crucible is located.

240 ml n-Heptan und 0,2 ml TiCl, wurden in den Kolben eingebrao und 0,9 g Magnesiumspäne wurden in den Tiegel eingebracht. Die lösung wurde auf -700C gekühlt.240 ml of n-heptane and 0.2 ml of TiCl were brewed in the flask and 0.9 g of magnesium turnings were put in the crucible. The solution was cooled to -70 0 C.

Nach Anlegen eines Vakuums an die Rotationsvorrichtung (133x10"" bzw. 10 Torr) wurde der Tiegel durch Anlegen einer elektrisch Spannung an Enden des Fadens mit ausreichender Intensität erwär um ihn zur Rotglut zu bringen.After applying a vacuum to the rotating device (133x10 "" or 10 Torr) the crucible was heated with sufficient intensity by applying an electrical voltage to the ends of the thread to make him red hot.

Das Verdampfen des Mg ergab eine braune Suspension, zu der 8,2 ml n-Butylchlorid (1-Chlorbutan) nach Beendigung des Ya knurns durch Einführen von Stickstoff gefügt wurde.Evaporation of the Mg gave a brown suspension, to which 8.2 ml of n-butyl chloride (1-chlorobutane) was added upon termination of the Ya knurns was added by introducing nitrogen.

Die Suspension wurde drei Stunden auf 800C erwärmt unter Verwendung eines Rückflußkühlers.The suspension was heated three hours 80 0 C using a reflux condenser.

CpCp 11 P olymeris at i onP olymeris at i on

Ein Autoklav aus rostfreiem Stahl mit einem Fassungsvermögen vo] 5 1 und ausgerüstet mit einem mechanischen Rührer und einer gesteuerten elektrischen Heizung wurde unter Vakuum gesetzt und eine hergestellte Lösung, bestehend aus; wasserfreiem n-Heptan 2200 dIA stainless steel autoclave with a capacity of 5 1 and equipped with a mechanical stirrer and controlled electric heater was placed under vacuum and a prepared solution consisting of; anhydrous n-heptane 2200 dI

Butadien 200 gButadiene 200 g

Al(G2H5 )3 1-5 mMolAl (G 2 H 5 ) 3 1-5 mmol

wurde anschließend durch Ansaugen eingeführt.was then introduced by suction.

Die Temperatur deB Autoklaven wurde auf 700C gesteuert, bevor Wasserstoff und Äthylen mit Partialdrücken von etwa 3,5 bzw. etwa 4,5 bar (3,5 bzw. 4,5 kg/cn ) eingespeist wurden.The temperature DEB autoclave was controlled at 70 0 C before hydrogen and ethylene with partial pressures of about 3.5 or about 4.5 bar (3.5 and 4.5 kg / cn) were fed.

10 ml der wie vorstehend beschrieben hergestellten Heptansuspen-10 ml of the heptane suspension prepared as described above

030039/0685
^*""^^'"? ^fe INSPECTED
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^ * "" ^^ '"? ^ fe INSPECTED

sion, die 0,075 mMol Titan enthielt, wurdeain den Autoklaven mit einem Äthylentiberdruok eingebracht, unter Verwendung einer 100 ml Stahlflasche, auegerüstet mit einem Beschickungsventil und Entleerungsvent il.Sion containing 0.075 mmol of titanium was added to the autoclave introduced into an ethylene tiberdruok using a 100 ml Steel bottle equipped with a loading valve and an emptying valve il.

50 ml einer Heptanlösung von 7,5 mMol Al(C2Hc)Cl2 wurden anschließend während der ersten 5 Minuten der Reaktion zu dem Gemisch, das bereits in dem Autoklaven vorlag, unter Verwendung einer Kolbenpumpe gefügt.50 ml of a heptane solution of 7.5 mmol of Al (C 2 Hc) Cl 2 were then added during the first 5 minutes of the reaction to the mixture which was already in the autoclave, using a piston pump.

Man stelltff eine unmittelbare Absorption von Äthylen fest und dieses wurde kontinuierlich eingespeist, so daß der ursprüngliche Druck bei einer Temperatur von 700C konstant blieb.An immediate absorption of ethylene is found and this was fed in continuously, so that the original pressure at a temperature of 70 ° C. remained constant.

Nach 3 Stunden zeigte sich, daß das Äthylen noch mit einer Intensität etwa gleich der ursprünglichen Intensität absorbiert wurde. Der Test wurde jedoch unterbrochen und die Suspension, die in dem Autoklaven enthalten war, wurde entnommen und f^Ltriert.After 3 hours it was found that the ethylene was still with an intensity approximately equal to the original intensity was absorbed. However, the test was interrupted and the suspension contained in the Autoclave was removed and filtered.

Man erhielt 388 g eines trockenen Pulvers mit einem MFI 2,16 von 49,5, einem Gehalt an Butandieneinheiten (Mol) von 3,3$ und einem Schmelzpunkt (Tm), bestimmt durch thermische Differentialanalyse, von 1310C. Das Polymere, das das Aussehen eines weißen Feststoffs, sehr ähnlich dem Aussehen von Polyäthylen, hatte, wurde mit den folgenden Verbindungen vermischt (g pro 100 g Polymeres): Zinkoxid 5388 g of a dry powder with an MFI 2.16 of 49.5, a content of butanediene units (mol) of 3.3 $ and a melting point (Tm), determined by thermal differential analysis, of 131 ° C. were obtained. which had the appearance of a white solid, very similar to the appearance of polyethylene, was mixed with the following compounds (g per 100 g of polymer): zinc oxide 5

Stearinsäure 1Stearic acid 1

2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-tert-butylphenol) (A.0.2246) 12,2'-methylenebis (4-methyl-tert-butylphenol) (A.0.2246) 1

lT-0xydiäthylbenzothiazol-2-sulfenamid (NOBS Spezial) 1,5IT-0xydiethylbenzothiazole-2-sulfenamide (NOBS special) 1.5

Dibenzothiazyldisulfid (Vulkacit DM) 0,5Dibenzothiazyl disulfide (Vulkacit DM) 0.5

Schwefel ' 3.Sulfur '3.

Das Gemisoh wurde in einer Presse 30 Minuten auf 1800C erwärmt unter Bildung eines Produkts mit 40$ Rückstand naoh Extrahieren mit siedenden Xylolen (das Polymere als solches war völlig löslich). The Gemisoh was heated in a press 30 minutes 180 0 C to form a product with 40 $ NaOH residue extracted with boiling xylenes (the polymer as such was completely soluble).

Eine Untersuchung wurde "bei 850C unter Verwendung des AutoklaveAn investigation was made "at 85 0 C using the autoclave

Beispiel 2Example 2

Eine UnteriA subi

und der Methode, "beschrieben in Beispiel 1, durchgeführt.and the method "described in Example 1" was carried out.

In diesem Falle "betrugen die Partialdrücke an Äthylen "bzw. Wass stoff etwa 5 "bzw. etwa 3 "bar (5 "bzw. 3 kg/om ) und es wurden
250 g Butadien eingebracht. .
In this case "the partial pressures of ethylene" or Hydrogen about 5 "or about 3" bar (5 "or 3 kg / om) and there were
Introduced 250 g of butadiene. .

Alle anderen Mengen warn die gleichen wie in Beispiel 1.All other amounts were the same as in Example 1.

Nach 3-stündiger Polymerisation wurden 250 g trockenes Copolyme res erhalten, das folgende Oharakteristika aufwies:
Butadieneinheiten = 3,3$ (Mol), MI1I0 ,, = 0,84, Mi1I0.. c/MFI« 1f-32,5, Tm = 1290C, Stoßzähigkeit =13,7 kg/cm2.
After 3 hours of polymerization, 250 g of dry copolymers were obtained which had the following characteristics:
Butadiene units = 3.3 $ (mol), MI 1 I 0 ,, = 0.84, Mi 1 I 0 .. c / MFI « 1f -32.5, Tm = 129 0 C, impact strength = 13.7 kg / cm 2 .

Bei Quervernetzung, wie in Beispiel 1 beschrieben, wies das erhaltene Produkt eine Schlagzähigkeit von 50,4 kg/cm auf.When crosslinked, as described in Example 1, showed the obtained Product has an impact strength of 50.4 kg / cm.

Beispiel 3Example 3

Ein Polyermisationstest wurde durchgeführt unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und Methode wie in den vorhergehenden Beispielen unter Verwendung folgender Reagenzien:
n-Iieptan 1840 ml
A polymerization test was carried out using the same equipment and method as in the previous examples using the following reagents:
n-Iieptan 1840 ml

Butadien , 102 gButadiene, 102 g

Al(C2H5)3 17,6 mMolAl (C 2 H 5 ) 3 17.6 mmol

H2 . 3,5 kg/cm2 H 2 . 3.5 kg / cm 2

Äthylen 5,0 «Ethylene 5.0 «

Ti-Komplex (vergl. Beispiel 1) 0,06 mMol.Ti complex (see Example 1) 0.06 mmol.

Der Autoklav wurde sowohl während der Einbringung des Gases als auch während der Polymerisation, in deren Verlauf das verbrauchte Äthylen ergänzt wurde, auf 85°C gehalten.The autoclave was used both during the introduction of the gas and during the polymerization, in the course of which it was consumed Ethylene was supplemented, kept at 85 ° C.

Fach 4 Stunden wurde der Test unterbrochen und das Produkt wurde abfiltriert und getrocknet, wobei man 285 g erhielt.Compartment 4 hours the test was interrupted and the product became filtered off and dried, giving 285 g.

Die Analyse ergab folgende Ergebnisse: Butadieneinheiten = 1,5j6 (Mol), mi2,16 = 0,99 g/10 Min., ^2T,6 = 2^,4, Tm (DSC)= 1330CThe analysis gave the following results: butadiene units = 1.5j6 (mol), mi 2.16 = 0.99 g / 10 min., ^ 2 T, 6 = 2 ^, 4, Tm (DSC) = 133 ° C

030039/0685030039/0685

Beispiel 4Example 4

Eine Lösung, hergestellt aus 400 ml n-Heptan und 40 ml Bioyclo-(2,2,1)-5-äthyliden-2-hepten (Äthylidennorbornen) wurde in einen rostfreien Stahläutoklaven des im Beispiel 1 beschriebenen Typs, jedoch mit einem Fassungsvermögen von 2 1, gesaugt.A solution prepared from 400 ml of n-heptane and 40 ml of bioyclo- (2,2,1) -5-ethylidene-2-heptene (Ethylidene norbornene) was placed in a stainless steel autoclave of the type described in Example 1, but with a capacity of 2 l, sucked.

Die Autoklaventemperatur wurde auf 850C gesteuert und Äthylen und Wasserstoff wurden anschließend bei Partialdrüoken von etwa 5 bzw. etwa 3 bar (5 bzw. 3 kg/cm ) eingespeist.The autoclave temperature was controlled to 85 ° C. and ethylene and hydrogen were then fed in at partial pressures of about 5 and about 3 bar (5 and 3 kg / cm).

Der Katalysator, der aus einer Heptansuspension des Produkts, erhalten durch Reaktion von 5 mMol Al(i-C^H9J5 mit 0,012 mMol Titan in der im Beispiel 1 beschriebenen Form während 60 Minuten bei Raumtemperatur, bestand, wurde anschließend unter Verwendung einer Stahlflasche und eines N2-Überdrucks eingeführt.The catalyst, which consisted of a heptane suspension of the product obtained by reacting 5 mmol of Al (iC ^ H 9 J 5 with 0.012 mmol of titanium in the form described in Example 1 for 60 minutes at room temperature, was then prepared using a steel bottle and an N 2 overpressure introduced.

Der Test dauerte 1 Stunde, während dieser Zeit wurde das verbrauchte Äthylen ergänzt, so daß sein Partialdruok konstant gehalten wurde. Das durch Filtrieren der Suspension und Trocknen erhaltene feste Produkt wog 35 g. Es wies folgende Charakteristika auf: 3,3# Äthylidennorbornen (Gewicht), MFI2 ^g = 3,4 g/10 Min., MFI21 6 = 33, J20 Min. = 0,9633 g/cm5.The test lasted 1 hour, during which time the ethylene consumed was replenished so that its partial pressure was kept constant. The solid product obtained by filtering the suspension and drying weighed 35 g. It had the following characteristics: 3.3 # ethylidene norbornene (weight), MFI 2 ^ g = 3.4 g / 10 min., MFI 21 6 = 33, J20 min. = 0.9633 g / cm 5 .

Beispiel 5Example 5

Es wurde eine Katalysatorkomponente, die Titan enthielt, in gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt, jedoch ausgehend von folgenden Reagenzien:
1-Chloroctan 120 ml
A catalyst component containing titanium was prepared in the same way as described in Example 1, but starting from the following reagents:
1-chlorooctane 120 ml

TiCl^ 0,088 mlTiCl ^ 0.088 ml

Manganmetall 1,5 g.Manganese metal 1.5 g.

Die Lösung wurde auf -50° gekühlt und es wurde ein Vakuum von 133 x 10*"* Pa (bzw. 10""* Torr) angelegt, worauf das Mangan verdampft und kondensiert wurde. Man erhielt eine dunkelbraune Suspension, die anschließend 1 Stunde auf 1000C erwärmt wurde.The solution was cooled to -50 ° and a vacuum of 133 × 10 * "* Pa (or 10""* Torr) was applied, whereupon the manganese was evaporated and condensed. A dark brown suspension was obtained, which was then 1 hour to 100 0 C was heated.

Die chemische Analyse zeigte, daß die homogenisierte Suspension 5,10 mMol/1 Ti, 186,2 mMol/1 Mh und 390,0 mMol/1 Cl enthielt.The chemical analysis showed that the homogenized suspension contained 5.10 mmoles / 1 Ti, 186.2 mmoles / 1 Mh and 390.0 mmoles / 1 Cl.

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CopolymerisationCopolymerization

Es wurde ein Copolymerisationstest von Butadien und Äthylen ö It was a Copolymerisationstest of butadiene and ethylene ö

geführt unter Verwendung der im Beispiel 1 "beschriebenen Vonperformed using the Von described in Example 1 "

tung. Die in den Reaktor eingespeiste lösung wurde hergesteintion. The solution fed into the reactor was rock

n-Heptan 2200 mln-heptane 2200 ml

Butadien 250 gButadiene 250 g

AlU-C4Hg)3 22,5 mMol.AlU-C 4 Hg) 3 22.5 mmol.

Nach Steuerung der temperatur auf 850C wurde der Autoklav unt Druck gesetzt mit etwa 3 "bar (3 kg/cm ) Wasserstoff und etwa (5 kg/cm2) Äthylen.After controlling the temperature to 85 ° C., the autoclave was pressurized with about 3 "bar (3 kg / cm) hydrogen and about (5 kg / cm 2 ) ethylene.

•z• z

15 cnr der den Titankomplex enthaltenden Suspension, die wie stehend beschrieben hergestellt wurde, wurden anschließend ei bracht. Darüberhinaus wurde 3 Stunden Äthylen zugesetzt, um d Druck beim ursprünglichen Wert von etwa 10 bar (10 kg/cm ) be 850C zu halten, worauf der Test unterbrochen wurde und das Pr dukt abfiltriert und getrocknet wurde.15 cm of the suspension containing the titanium complex, which was prepared as described above, was then brought in. Moreover, it was three hours ethylene added to d pressure at the original value of about 10 bar to keep (10 kg / cm) be 85 0 C, after which the test was stopped and filtered the Pr and domestic product was dried.

Man erhielt 200 g Polymeres mit den folgenden Charakteristika 1,4-trans-Butadieneinheiten 5,15$ (Mol), MFI2 16 = 0,05 g/10 Tm (DSC) = 1320C, [^] (in Decalin bei 105°) ='i,75.200 g of polymer were obtained with the following characteristics 1,4-trans-butadiene units 5.15 $ (mol), MFI 2 16 = 0.05 g / 10 Tm (DSC) = 132 ° C., [^] (in decalin at 105 °) = 'i, 75.

Beispiel 6Example 6

Es wurde eine Katalysatorkomponente, die Titan enthielt, hergA catalyst component containing titanium was prepared

stellt in einer Vorrichtung analog der des Beispiels 1, ausgeexhibits in a device analogous to that of Example 1

n-0otan 300 mln-0otan 300 ml

TiCl4 0,187 mlTiCl 4 0.187 ml

SnCl4 8 mlSnCl 4 8 ml

Mg-Metall 1,2 g.Mg metal 1.2 g.

Das Magnesium wurde bei 665 χ 10 Pa (5 σ 10 Torr) verdamp und in die Lösung kondensiert, die bei etwa-500C gehalten wurThe magnesium was at 665 χ 10 Pa (5 σ 10 Torr) vapor and condensed into the solution, the WUR maintained at about-50 0 C

Die erhaltene Suspension wurde auf Raumtemperatur gebracht. UjThe suspension obtained was brought to room temperature. Uj

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24 Stunden war die über dem dekantierten Peststoff liegende Lösung frei von Titan, wohingegen die homogenisierte Suspension 6,32 mMol/1 Ti,187 mMol/1 Mg, 207 mMol/l Sn und 863 mMol/1 Cl enthielt.The solution overlying the decanted pesticide was for 24 hours free of titanium, whereas the homogenized suspension is 6.32 mmol / 1 Ti, 187 mmol / 1 Mg, 207 mmol / l Sn and 863 mmol / 1 Cl contained.

CopolymerisationCopolymerization

Der Test wurde In dem in Beispiel 1 "besohriebenen Autoklaven bei 850C durchgeführt, unter Verwendung der Arbeitsweise und der gleichen Reagenzien wie in Beispiel 5, mit der Ausnahme, daß die Katalysatorkomponente, die Titan enthielt, diesmal aus 11,85 ml der vorstehenden Suspension bestand. Das erhaltene Polymere wog 180 g und zeigte folgende Eigenschaften: MPI2 16 = 0,1 g/10 Min. Tm = 1310C (DSC), Butadieneinheiten = 3,34$ (Mol).The test was performed in the besohriebenen in Example 1 "autoclave at 85 0 C ml using the procedure and the same reagents as in Example 5, except that the catalyst component containing titanium, this time from 11,85 of the foregoing The polymer obtained weighed 180 g and had the following properties: MPI 2 16 = 0.1 g / 10 min. T m = 131 ° C. (DSC), butadiene units = $ 3.34 (mol).

Zusammenfassend betrifft die Erfindung die Copolymerisation von Äthylen in hohen Ausbeuten mit polyungesättigten Kohlenwaseerstoffen unter Anwendung eines Katalysatorsystems, das eine metallorganische "Verbindung eines Metalls der dritten Gruppe des Periodensystems der Elemente und eine Verbindung enthält, die erhalten wird durch Reaktion von metallischem Mg oder Mn mit einer Ti-Verbindung und einem Halogendonator.In summary, the invention relates to the copolymerization of ethylene in high yields with polyunsaturated hydrocarbons using a catalyst system which is an organometallic "Compound of a metal of the third group of the Periodic Table of the Elements and a compound that contains is obtained by reacting metallic Mg or Mn with a Ti compound and a halogen donor.

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Claims (26)

Dr. F. Zumstein sen. - Pr"g-~%S9aicErifi - DrI-R: Kpenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - DiprL-.fng. F. kuttg£eis<9fT--Or. F. Zurnstein jun. PATENTANWÄLTE 8000 München 2 · Bräuhau»»traße 4 · Telefon Sarnmel-Nr. 225341 · Telegramm· Zumpat · Telex S 29979 Gase 1215 12/10/bs PatentansprücheDr. F. Zumstein Sr. - Pr "g- ~% S9aicErifi - DrI-R: Kpenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - DiprL-.fng. F. kuttg £ eis <9fT - Or. F. Zurnstein jun. PATENTANWÄLTE 8000 Munich 2 · Bräuhau »» Street 4 · Telephone Sarnmel No. 225341 · Telegram · Zumpat · Telex S 29979 Gase 1215 12/10 / bs claims 1. Verfahren zur Copolymerisation von Äthylen, entweder allein oder zusammen mit einem oder mehreren a-01efinen, und einem Polyolefin, das ungesättigte Bindungen enthält, die konjugiert sein können, in hoher Ausbeute, dadurch gekennzeichnet, daß man das Äthylen und das Polyolefin in Kontakt mit einem Katalysatorsystem "bringt, das besteht aus1. Process for the copolymerization of ethylene, either alone or together with one or more α-olefins, and a polyolefin, which contains unsaturated bonds which may be conjugated in high yield, characterized in that the Ethylene and the polyolefin in contact with a catalyst system "brings that consists of 1) einer Zusammensetzung, hergestellt durch Reaktion von Magnesiummetalldampf oder Manganmetalldampf mit einer Titanverbindung und einem Halogendonator und1) a composition made by reacting magnesium metal vapor or manganese metal vapor with a Titanium compound and a halogen donor and 2) einer organometallischen Verbindung von Aluminium.2) an organometallic compound of aluminum. 2. Verfahren nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß man m'it einer Komponente 1) des Katalysatorsystems arbeitet, hergestellt durch Verdampfen des'Magnesiums oder Mangans oder einer Legierung davon und anschließendes Kondensieren des Dampfes in ein Verdünnungsmittel, das die Titanverbindung und gegebenenfalls den Halogendonator enthält.2. The method according to claim 1, characterized in that one works with a component 1) of the catalyst system, prepared by evaporating the magnesium or manganese or an alloy thereof and then condensing the steam in a diluent containing the titanium compound and optionally the halogen donor. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einer Komponente 1) des Katalysator-Systems arbeitet, die vorzugsweise hergestellt wurde durch Sublimieren des Magnesiums unter Vakuum bei einem Vakuum von 266 bis 133 x 1CfTPa (2 bis 10"^ Torr) und einer Temperatur von 300 bis 65O0C.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that one works with a component 1) of the catalyst system, which was preferably prepared by subliming the magnesium under vacuum at a vacuum of 266 to 133 x 1CfTPa (2 to 10 "^ Torr) and a temperature of 300 to 65O 0 C. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einer Komponente 1) des Katalysatorsystems arbeitet, die vorzugsweise hergestellt wurde durch Sublimieren des Mangans unter Vakuum bei einem Vakuum von 133x10""^ bis 133 χ 1cH"Pa (10~1 bis 10"4" Torr) und einer Temperatur von4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that one works with a component 1) of the catalyst system, which was preferably prepared by subliming the manganese under vacuum at a vacuum of 133x10 "" ^ to 133 χ 1cH "Pa (10 ~ 1 to 10 " 4 " Torr) and a temperature of 030039/0685030039/0685 800 bis 110O0O.800 to 110O 0 O. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurcl gekennzeichnet, daß man mit einer Komponente 1) des Katalysato: systems arbeitet, die hergestellt wurde durch Kondensieren des Metalldampfs in ein inertes lösungsmittel, ausgewählt aus den aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen, das bei e ner Temperatur von -120 bis O0C gehalten wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that one works with a component 1) of the catalyst: system, which was prepared by condensing the metal vapor in an inert solvent selected from the aliphatic or aromatic hydrocarbons, which is at e ner temperature from -120 to O 0 C is kept. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurcl gekennzeichnet, daß man mit einer Komponente 1) des Katalysato: systems arbeitet, deren Herstellung bei einer Temperatur von
20 bis 1800C vollendet wurde.
6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that one works with a component 1) of the catalyst: system, the preparation of which at a temperature of
20 to 180 0 C was completed.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einem Katalysator system arbeitet, in dem die Titanverbindung vorzugsweise ausge· wählt wird aus den Halogeniden, Alkoholaten, Halogenalkoholati oder Organometallderivaten von 3-wertigem oder 4-wertigem Tita7. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a catalyst system is used in which the titanium compound is preferably the choice is made from the halides, alcoholates, halogen alcoholates or organometallic derivatives of trivalent or tetravalent titanium 8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß .-man den Halogendonator au; wählt aus organischen oder anorganischen Halogeniden.8. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that.-the halogen donor is au; chooses from organic or inorganic halides. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurc] gekennzeichnet, daß man die organische Halogendonatorverbindun, vorzugsweise auswählt aus den Ohloralkanen, Bromalkanen, Chlorarenen und Bromarenen.9. The method according to any one of the preceding claims, dadurc], characterized in that the organic Halogendonatorverbindun, preferably selects from the chloroalkanes, bromoalkanes, chloroarenes and bromoarenes. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daduri gekennzeichnet, daß man bei einem Molverhältnis der organische: Halogendonatorverbindung zum verdampften Metall von gleich ode: größer als 2 arbeitet.10. The method according to any one of the preceding claims, daduri characterized in that at a molar ratio of the organic: Halogen donor connection to the vaporized metal of equal or: greater than 2 works. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekei zeichnet, daß man die anorganische Halogendonatorverbindung vo: zugsweise auswählt aus SnCl,, SbCl., .GeCl. und POCl5.11. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the inorganic halogen donor compound is preferably selected from SnCl ,, SbCl., .GeCl. and POCl 5 . 030039/0685030039/0685 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einem Molverhältnis von anorganischer Halogendonatorverbindung zu dem verdampften Metall von gleich oder größer als 1 arbeitet.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that at a molar ratio of inorganic halogen donor compound to vaporized metal of the same or greater than 1 works. 13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Komponente 1) des Katalysatorsystems herstellt durch Reaktion des verdampften Metalls mit der litanverbindung in einem M/Tl-Verhältnis gleich oder größer als 4 und vorzugsweise von 15 bis 30.13. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that component 1) of the catalyst system is prepared by reacting the vaporized metal with the lithium compound in an M / Tl ratio equal to or greater than 4 and preferably from 15 to 30. 14. Verfahren zur Herstellung von hoohkristallinen Copolymeren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man Äthylen mit einem Polyolefin umsetzt, das ungesättigte Bindungen enthält, die konjugiert sein können.14. Process for the preparation of high crystalline copolymers according to one of claims 1 to 13, characterized in that ethylene is reacted with a polyolefin, the unsaturated one Contains bonds that may be conjugated. 15. Verfahren zur Copolymerisation von Äthylen mit einem Polyolefin, das Doppelbindungen enthält, die konjugiert sein können, gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polymerisationsreaktion in Anwesenheit eines inerten Lösungsmittels durchführt.15. Process for the copolymerization of ethylene with a polyolefin, which contains double bonds which can be conjugated according to any one of the preceding claims, characterized in, that the polymerization reaction is carried out in the presence of an inert solvent. 16. Verfahren zur Copolymerisation von Äthylen mit einem Polyolefin, das ungesättigte Bindungen enthält, die konjugiert sein können, gemäß einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem inerten Lösungsmittel arbeitet, das das gleiche ist wie zur Herstellung der Komponente 1) der Katalysatorzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 verwendet .16. Process for the copolymerization of ethylene with a polyolefin, which contains unsaturated bonds which may be conjugated according to one of claims 14 and 15, characterized in that that one works in an inert solvent which is the same as for the preparation of component 1) of the catalyst composition according to any one of claims 1 to 13 used. 17. Verfahren zur Copolymerisation von Äthylen mit einem Polyolefin, das Doppelbindungen enthält, die konjugiert sein können, gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß man die Pölymerisationsreaktion bei einer !Cemperatur von 40 bis 12O0C durchführt.17 includes process for the copolymerization of ethylene with a polyolefin, the double bonds which may be conjugated according to any one of claims 14 to 16, characterized in that one carries out the Pölymerisationsreaktion at a! Cemperatur of 40 to 12O 0 C. 18. Verfahren zur Copolymerisation von Äthylen mit einem Polyolefin, das ungesättigte Bindungen enthält, die konjugiert sein können, gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeich-18. Process for the copolymerization of ethylene with a polyolefin, which contains unsaturated bonds which may be conjugated, according to any one of claims 14 to 17, characterized in that 030039/0688030039/0688 net, daß man die Polymerisationsreaktion bei einem Druck τοη e 1 "bis etwa 20 "bar (1 bis 20 Atmosphären) durchführt.net that the polymerization reaction at a pressure τοη e 1 "to about 20" bar (1 to 20 atmospheres). 19. Verfahren zur Copolymerisation von Äthylen mit einem Pol olefin, das ungesättigte Bindungen enthält, die konjugiert sei können, gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man das Äthylen und das Polyolefin in das ICatalysatorsystem im gasförm gen Zustand und in Abwesenheit von Lösungsmitteln einspeist.19. Process for the copolymerization of ethylene with a poly olefin which contains unsaturated bonds that are conjugated can, according to claim 14, characterized in that the ethylene and the polyolefin in the ICatalyst system in gaseous form in the state and in the absence of solvents. 20. Verfahren zur Copolymerisation von Äthylen mit einem Pol olefin, das ungesättigte Bindungen enthält, die konjugiert sei können, gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch- gekennzeich net, daß man die Reaktion nach Aufbringen bzw. Ablagerung der Katalysatorzusammensetzung auf einem inerten Träger durchführt20. A process for the copolymerization of ethylene with a poly olefin containing unsaturated bonds that are conjugated can, according to the preceding claim, characterized in that the reaction is carried out after application or deposition of the Carries out catalyst composition on an inert support 21. Verfahren zur Copolymerisation von Äthylen mit einem Pol olefin, das ungesättigte Bindungen enthält, die konjugiert sei: können, gemäß einem der Ansprüche 9 bis 20, dadurch gekennzeia net, daß man die Reaktion bei einem Druck von etwa 1 bis etwa 30 bar (1 bis 30 Atmosphären) durchführt.21. Process for the copolymerization of ethylene with a pole olefin containing unsaturated bonds which are conjugated: can, according to any one of claims 9 to 20, characterized thereby net that the reaction is carried out at a pressure of about 1 to about 30 bar (1 to 30 atmospheres). 22. Verfahren zur Copolymerisation von Äthylen mit einem Pol; olefin, das ungesättigte Bindungen enthält, die konjugiert sei: können, gemäß einem der Ansprüche 9 bis 21, dadurch gekennzeicl net, daß man die Reaktion bei einer Temperatur von Raumtempera" bis zu einer Temperatur, die leicht unter dem Schmelzpunkt des Copolymeren liegt, durchführt.22. Process for the copolymerization of ethylene with a pole; olefin that contains unsaturated bonds that are conjugated: can, according to one of claims 9 to 21, characterized gekennzeicl net that the reaction takes place at a temperature of room temperature " up to a temperature slightly below the melting point of the copolymer. 23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadur< gekennzeichnet, daß man 1,3-Butadien als Polyolefin verwendet.23. The method according to any one of the preceding claims, dadur < characterized in that 1,3-butadiene is used as the polyolefin. 24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurc gekennzeichnet, daß man Äthylidennorbornen (5-Äthyliden-(2,2,1> bicyclohepta-2-en) als Polyolefin verwendet.24. The method according to any one of the preceding claims, dadurc characterized in that ethylidene norbornene (5-ethylidene (2,2,1> bicyclohepta-2-en) is used as a polyolefin. 25. Kristalline Copolymere von Äthylen und einem Polyolefin, das ungesättigte Bindungen enthält, die konjugiert sein können, hergestellt gemäß einem der Verfahren der vorhergehenden Ansprt25. Crystalline copolymers of ethylene and a polyolefin containing unsaturated bonds that may be conjugated, produced according to one of the processes of the preceding claim 030039/0 68 5030039/0 68 5 ehe, das reaktive ungesättigte Bindungen in dem linearen Makromolekül enthalten kann.ehe, the reactive unsaturation in the linear macromolecule may contain. 26. Äthylen-iDutadiencopolymeres mit einem ^C-NMR-Spektrum mit drei Maximalwerten bzw. Peaks bei 32,6, 32,7 und 32,9 ppm, die den Methylengruppen der Butadieneinheiten zugehören.26. Ethylene-iDutadiene copolymer with a ^ C-NMR spectrum with three maximum values or peaks at 32.6, 32.7 and 32.9 ppm, which belong to the methylene groups of the butadiene units. 030039/0685030039/0685
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