DE3219641A1 - Polymerisate mit sulfonyl- und carbonestergruppen, ihre herstellung und verwendung sowie aus solchen polymerisaten hergestellte faeden, fasern und folien - Google Patents

Polymerisate mit sulfonyl- und carbonestergruppen, ihre herstellung und verwendung sowie aus solchen polymerisaten hergestellte faeden, fasern und folien

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DE3219641A1 DE19823219641 DE3219641A DE3219641A1 DE 3219641 A1 DE3219641 A1 DE 3219641A1 DE 19823219641 DE19823219641 DE 19823219641 DE 3219641 A DE3219641 A DE 3219641A DE 3219641 A1 DE3219641 A1 DE 3219641A1
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F228/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a bond to sulfur or by a heterocyclic ring containing sulfur
    • C08F228/02Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a bond to sulfur or by a heterocyclic ring containing sulfur by a bond to sulfur

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Description

BAYER AKTIENGESELLSCHAFT 5090 Leverkusen, Bayerwerk
Zentralbereich
Patente, Marken und Lizenzen Jo/ABc L 4. OS 82
Polymerisate mit Sulfonyl- und Carbonestergruppen, ihre Herstellung und Verwendung sowie aus solchen Polymerisaten hergestellte Fäden, Fasern und Folien ■■
Die Erfindung betrifft Polymerisate, die sowohl Sulfonsäure-, SuIfonat- und/oder SuIfonsäureestergruppen als auch Carbonsäureestergruppen enthalten, ihre Herstellung und Verwendung, sowie Acryl- und Modacrylfasern, die aus diesen Polymerisaten hergestellt sind.
Es ist bereits bekannt (J.Macromol Sci.Chem. A3, 1551 (1969), Z.Anal.Chem. 2A9_, 1 (1970), Ang.Chem. 9_2, 215 (1980)), daß vinylische Monomere mit zwei elektronenanziehenden Gruppen am gleichen C-Atom, wobei es sich um Carbonsäureester- oder CN-Gruppen handelt, radikalisch copolymerisierbar sind.
Copolymere abgeleitet von Monomeren mit einer stark sauren und einer schwach sauren Gruppe am gleichen C-Atom sind hingegen nicht bekannt, da entsprechende Monomere nicht oder nicht in ausreichender Menge zur Verfügung standen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Polymerisate enthaltend
(A) 0,1 bis 80 Mol-% polymerisierter Einheiten der Formel
Le A 21 668
-CH-C-R1 SO3R3
worin
R1 Wasserstoff oder Methyl,
R_ Alkyl, insbesondere primäres oder sekundäres Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen und
R-. Wasserstoff oder Alkyl, insbesondere primäres oder sekundäres' Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen bedeuten ,
wobei die Sulfonsäuregruppe auch in Form eines SaI- -IQ zes vorliegen kann, und
(B) 20 bis 99,9 Mol-% polymerisierter Einheiten eines oder mehrerer ethylenisch ungesättigter Monomerer.
Bevorzugter Rest R.. ist Wasserstoff. Bevorzugter Rest R-ist Methyl. Bevorzugte Reste R, sind Wasserstoff oder 15 Methyl. Liegt die Sulfonsäuregruppe als Salz vor, so sind die Alkali-, Erdalkali-, Zink-, Aluminium- und Ammoniumsalze bevorzugt.
Geeignete Comonomere der Gruppe B sind z.B. Ethylen, Propylen, Buten-1, Isobutylen, 4-Methyl-penten-1, Styrol
und Styrolderivate, Butadien, Isopren, Dimethylbutadien, Chloropren, Vinylacetat, Vinylpyrrolidon, Vinylcarbazol, Vinylfluorid, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylidenfluorid, Acrylsäureester, Acrylamide, Acrylnitril, Methacrylnitril, 2-Cyanoacrylate, Methylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, Maleinsäureanhydrid, Maleinsäureimid, Acrolein.
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Bevorzugte Comonomereinheiten der Gruppe B entsprechen der Formel
-CH2-C-
R4
worin
R. H, Alkyl, Halogen oder CN und
Rc H, Alkyl, Aryl, Carbonsäureester, Carbonsäureamid, Acyloxy, CN oder Halogen bedeuten.
Vorzugsweise sind R4 Wasserstoff, Halogen oder Methyl und R5 Alkoxycarbonyl, Aryl, CN, Halogen und Alkylcarbonyloxy, wobei Alkoxy und Alkyl bevorzugt 1 bis 4 C-Atome aufweisen.
Bevorzugt sind Acrylnitril, Acrylsäure-C.-C.-alkyl-ester, Methacrylsäuremethylester, Vinylacetat und Styrol.
Geeignete Monomere, die die Einheiten der Gruppe A erge-15 ben, sind z.B. 2-Sulfopropensäuremethylester und 2-Methoxysulfonylpropensäuremethylester, wobei die SuIfogruppe in Form des Alkali-, Erdalkali-, Zink-, Magnesium-, Aluminium- oder Ammoniumsalzes vorliegen kann. Auch Gemische der Verbindungen können verwendet werden.
Diese Monomere werden dadurch erhalten, daß man (jC ,ßungesättigte Carbonsäureester der allgemeinen Formel
R.. — CH- CH- CO -
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in der R1 und R„ die obengenannten Bedeutungen haben, bei Temperaturen von -10 bis +250C mit 0,6 bis 1,6 Moläquivalenten Schwefeltrioxid und gegebenenfalls mit 0,1 bis 10 Moläquivalenten eines Alkylierungsmittels, jeweils 5 bezogen auf den ungesättigten Ester, umsetzt, das ReaktLonsgemisch auf Temperaturen von 70 bis 2000C erhitzt, destillativ aufarbeitet und die Komponenten des Destillats gegebenenfalls trennt.
Vorzugsweise führt man die Umsetzung der QJ , ß-ungesättig-10 ten Carbonsäureester bei 0 bis +100C mit 0,8 bis 1,2 Moläquivalenten Schwefeltrioxid durch, wobei gegebenenfalls 0,2 bis 5 Moläquivalente Dimethylsulfat zugesetzt werden.
Bevorzugte Ausgangsverbindung ist Acrylsäuremethylester.
Bevorzugte Polymerisate enthalten 40 bis 99,9 Mol-%
Acrylnitril, 0,1 bis 15 Mol-% 2-Sulfopropensäuremethylester, 2-Methoxysulfonylpropensauremethylester oder ein Gemisch beider Verbindungen und 0 bis 59,9 Mol-% eines oder mehrerer ethylenisch ungesättigter Monomerer.
Die bevorzugten Polymerisate sind insbesondere Faserroh-20 stoffe zur Herstellung von Acryl- und Modacrylfasern mit einer hohen Affinität zu basischen Farbstoffen.
Besonders vorteilhafte Polymerisate bestehen aus
a) 89 bis 99,9 Mol-% Acrylnitril und 0,1 bis 11 Mol-% 2-Methoxysulfonylpropensäuremethy!ester,
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-S-
b) 92 bis 99,9 Mol-% Acrylnitril und 0,1 bis 8 Mol-% 2-Sulfopropensäuremethylester,
c) 90 bis 99,8 Mol-% Acrylnitril, 0,1 bis 6 Mol-% Acrylsäuremethylester und 0,1 bis 4 Mol-% 2-Methoxy
5 sulfonylpropensäuremethylester,
d) 40 bis 89,9 Mol-% Acrylnitril, 0,1 bis 15 Mol-% 2-Sulfopropensäuremethylester oder 2-Methoxysulfonylpropensäuremethylester und 10 bis 59,9 Mol-% Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid.
Die Polymerisate weisen ein mittleres Molekulargewicht
M zwischen 10 und 10 auf.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polymerisate, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man 0,1 bis 80 Mol-% von !5 Verbindungen der Formel
R1-CH=C-CO2R2 SO3R3
worin R1 , R- und R-. die vorstehend angegebene Bedeutung besitzen,
mit 99,9 bis 20 Mol-% eines oder mehrerer ethylenisch 2,) ungesättigter Monomerer unter den Bedingungen der radikalischen Polymerisation polymerisiert.
Enthalten die Polymerisate Sulfonatgruppen, so kann entweder die Polymerisation mit ungesättigten Sulfona-
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ten durchgeführt werden oder es werden die ungesättigten Sulfonsäuren einpolymerisiert und die Salzbildung erfolgt am Polymerisat.
Als Polymerisationsarten kommen alle üblichen Methoden wie 5 .Polymerisation in Substanz, Lösungspolymerisation, Suspensions- und Fällungspolymerisation in wäßrigen und nichtwäßrigen Medien, sowie Emulsionspolymerisation in Frage.
In protischen Lösungsmitteln, wie Wasser und Alkoholen, wird die Stabilität der Sulfopropen-Verbindungen aber so herabgesetzt, daß die Einbauraten bei der Copolymerisation erniedrigt· werden.
Die Polymerisation kann als Batch-, Semibatch- und kontinuierliche Polymerisation durchgeführt werden.
15 Als Reaktionsmedien sind die Monomeren selbst, protische und aprotische Lösungsmittel geeignet. Von den aprotischen Lösungsmitteln kann man sowohl die unpolaren, wie aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, als auch die polaren, wie Halogenkohlenwasserstoffe, Dimethylfor-
20 mamid, Dimethylsulfoxid, Dimethylacetamid und Acetonitril, verwenden. Sie können als Lösungsmittel und als Nichtlösungsmittel sowohl für die Monomeren, als auch für die Polymeren, dienen.
Lösungsmittel, die mit den sulfogruppenhaltigen Mononieren zur Komplexbildung geeignet sind, wie Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid und Dimethylacetamid, können
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— *! —
MO-
eine veränderte Copolymerisationsreaktivität bewirken.
Die Polymerisation kann mit den üblichen Initiatoren gestartet werden.'Es kommen z.B. Azoverbindungen, Peroxide, Perester, Percarbonate, sowie die bei tieferen Temperatüren wirksamen Redoxsysteme in Frage.
Als Beispiele für diese Starter seien 2,2'-Azo-bisisobutyronitril, Dilaurylperoxid, Benzoylperoxid, Diisopropylpercarbonat, t-Butylhydroperoxid/SO~ und Kaliumperoxodisulfat/Natriumdisulfit genannt.
Die Reaktionstemperatur und die Reaktionszeit sind von den Monomeren, den Lösungsmitteln, den Startersubstanzen und der Polymerisationsart abhängig.
Bei der Verwendung von Acrylnitril als ethylenisch ungesättigtem Comonomer ist z.B. die Fällungspolymerisation in aprotischen unpolaren Medien, vor allem in aliphatischen Kohlenwasserstoffen, geeignet. Besonders beim Einsatz von 2-Methoxysulfonylpropensäuremethylester in Mengen von 0,1 - 5 MoI-I als sulfonathaltiges Comonomer werden mit Butylhydroperoxid/SCU, bei 35-450C in
20 Petrolether hohe Einbauraten erzielt.
Als Beispiel für eine Lösungspolymerisation dient die Acrylsäuremethylester/2-Sulfopropensäuremethylester Copolymerisation in Dimethylsulfoxid, die bei einer Temperatur von 7O0C mit 2,2'-Azo-bisisobutyronitril ge-5 startet wird.
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- -ff -
-41.
Bei allen geschilderten Verfahren können die Estergruppen der entstandenen Polymerisate in Wasser oder in Alkoholen ganz oder teilweise hydrolisiert werden.
Die in den Beispielen angeführten K-Werte der Polymeren
5 wurden bei 2O0C in 0,5 %iger Dimethylformamidlösung, die 3 g/l Natriumnitrat enthielt, nach H. Fikentscher,
Cellulosechemie 13 (1932), S. 58 bestimmt.
Die in den Beispielen angeführten Grenzviskositätszahlen wurden gemäß M. Hoffmann u.a., Polymeranalytik I, S. 314 10 ff. (1977) bei 200C in 0,5 %iger Dimethylformamidlösung, die 3 g/l Natriumnitrat enthielt, gemessen.
Die Polymerisate weisen bei hohen Molgewichten gute Löslichkeiten auf und lassen sich insbesondere zu Fäden, Fasern und Folien, vorzugsweise Acrylfasern, mit hydrophilen Eigenschaften, guter Thermostabilität und hohem Farbstoffaufnahmevermögen für basische Farbstoffe verarbeiten.
Polymerisate, deren Monomereinheiten B lediglich aus
Acrylnitril bestehen, zeigen einen überraschend er-20 niedrigten Erweichungspunkt, der sonst in vergleichbaren Polymeren nur durch Copolymerisation mit Acrylsäureestern erreicht wird.
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(I w «
4> · « W
Beispiele
1) Acrylnitril/2-Sulfopropenoäuremethylester-Copoly-
merisation in wäßrigem Medium (Semibatch-Zulaufverfahren)
In ein Reaktionsgefäß wurde als Vorlage eingetragen:
200 ml destilliertes Wasser 15 g Monomer, davon 99 bis 80 Gew.-% Acrylnitril und
1-20 Gew.-% -2-Sulfopropensäuremethylester und 0,5 g 1-n-Schwefelsäure.
IQ Nach Durchleiten von Stickstoff und Temperierung auf 55
startete man mit je 15 ml der folgenden Lösungen I und II
Lösung I
100 ml destilliertes Wasser 0,5 g Kaliumperoxodisulfat
Lösung II
100 ml destilliertes Wasser 1,5 g Natriumdisulfit.
Anschließend dosierte man die Restmengen von Lösung I und II, sowie die Lösung III innerhalb von 4 Stunden gleichzeitig zur Vorlage.
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Lösung III
85 g Monomer, davon 100 bis 80 Gew.-% Acrylnitril und 0 bis 20 Gew.-% 2-Sulfopropensäuremethylester.
Nach Beendigung der Polymerisation wurde durch Filtra-5 tion das Wasser und nicht umgesetztes Monomer abgetrennt. Nach einer Wäsche mit je; 3 1 Wasser und Ethanol und anschließender Trocknung erhielt man ein Polymerisat, dessen Eigenschaften in Tabelle 1 angegeben sind.
2) Acrylnitril/Natrium-2-Sulfopropensäuremethylester-Copolymerisation in wäßrigem Medium (Semibatch-Zu-
lauf verfahren)
In ein Reaktionsgefäß wurden als Vorlage eingetragen:
160 ml destilliertes Wasser,
15 g Monomer, davon 99 bis 80 Gew.-% Acrylnitril und 1 bis 20 Gew.-% Natrium-2-sulfopropensäuremethyl-
ester und
0,5 g ml T-n-Schwefelsäure.
Nach Durchleiten von Stickstoff und Temperierung auf 550C, startete man mit je 10 ml der folgenden Lösungen I und II.
Lösung I
80 ml destilliertes Wasser
0,5 g Kaliumperoxodisulfat
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Lösung II
80 ml destilliertes Wasser
1,5 g Natriumdisulfit
Anschließend dosierte man die Restmengen von Lösung I und 5 II, sowie die Lösungen III und IV innerhalb von 4 Stunden gleichzeitig zur Vorlage.
Lösung III
80 ml destilliertes Wasser
0,85 bis 17 g Natrium-2-sulfopropensäuremethylester
Lösung IV
84,15 bis 68 g Acrylnitril
Die Aufarbeitung erfolgte gemäß Beispiel 1. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
3) Acrylnitril/2-Methoxysulfonylpropensäuremethylester-Copolymerisation in Petrolether (Semi-
batch-Zulaufverfahren)
In.ein Reaktionsgefäß wurden als Vorlage eingetragen:
158 ml Petrolether (Siedebereich 40-800C) 33,8 g Monomer, davon 99 bis 70 Gew.-% Acrylnitril und 1 bis 30 Gew.-% 2-Methoxysulfonylpropensäuremethylester.
Nach Durchleiten von Stickstoff und Temperieren auf 380C startete man durch Zugabe der Lösungen I und II.
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-fs-
Lösung I
30 ml Petrolether (Siedebereich 40-800C)
7,5 g Acrylnitril .
0,23 g t-Butylhydroperoxidlösung (80 Gew.-%) Lösung II
30 ml Petrolether (Siedebereich 40-800C) 7,5 g Acrylnitril
0,65 g Schwefeldioxid
Anschließend dosierte man die Lösungen III, IV und V innerhalb von 5 Stunden gleichzeitig zur Vorlage.
Lösung III
245 g Monomer, davon 99 bis 78 Gew.-% Acrylnitril und 1 bis 22 Gew.-% 2-Methoxysulfonylpropensäuremethylester
Lösung IV
315 ml Petrolether (Siedebereich 40-800C)
5 g Acrylnitril
1,27 g t-Butylhydroperoxidlösung (80 Gew.-%)
Lösung V
295 ml Petrolether (Siedebereich 40-8O0C) 20 g Acrylnitril
3,61 g Schwefeldioxid
Le A 21 668
Nach Beendigung <ier Polymerisation wurde durch Filtration der Petrqletheif φα nicht umgesetztes Monomer abgetrennt · Nach einer Wäsah^ mit 3 1 Petrolether und anschließender Trocknung arhielti man ein Polymerisat, dessen Eigenschäften in Tabelle. 1 angegeben; sind.
4) Ac;rylnitrxli2-Methoxysulf onylpropensäuremethylester'-Copoly,m4rIsation in Dimethy^for'martiid.lösung (Batgh-
Verfahren j __^ '
i i ■ r, :
In ein Reaktioa|gefäß wurde als Vorlage eingetragen:
K' 488 g Dimethylformamid, j
180 g Monome]f, davon 99 bis $5 Gew.-% Acrylnitril und 1 bis 15 Gew.-% 2-Methoxysuli;onylpropensäuremethylfester.
Nach Durch.lejit<M von Stickstoff ijind Temperierung auf 65QC startet^ m.an, cluriph Zugabe von
50 g Dimejtlfylformamid
1,8 g tHBi&t^lperpivalat
Nach 4 Stunden ^furde das Polymerisat mit Ethanol ausgefällt, abf iltr^jiri;, mit Ethanol ,-gewaschen und . getrocknet
2C; Die Ergobnlsscfe sind in Tabelle 1 vef zeichnet.
V,
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-W-
■ 5) Acrylnitril/Acryisäüremethylester./2-Methoxysulfon/lpropensäuremeth'yiieäter-TerpOlymerisaitidn in n-Hex.m (kontinuierliche^ Verfahren) . , "' .,,
Die folgenden Lösungen I bis V wurden, bei der Roiymeri.iation 'eingesetzt:
■ I . '
Lösung I
21D0 g n-Hexan . ' / / .;,- - ' (:
611 g Acrylnitril .-/·'' ·"
40,3 g Acrylsäuramethylester ί -.'
1 ί Ί '
11,2 g 2-Methoxy.yu|£onylpropensäiir€inÖthylester
1,8 g Trichioressigsäure , . ,
3,6 g t-Butylhydröpferoxid ." ί
Lösung II " ■ ·'
130 g n-Öexart
15 79,5 g Adrylriitril
5,2 g Acrylsäuremethylester 10,8 g Schwefeldioxid
Lösung III
5386,5 g n-Hexan
20 972 g Acrylnitrili
13 7,3 g Acrylääürdimöthylester
8,0 g Tridhloreäsigsäure
58j5 g Schwefeldioxid
Le A 21 668 !
32 Ί 9641
Lösung IV
5386 ,5 g n-Hexan
■ 972 g Acrylnitril
13 7,3 g Acrylgäuremethylester
19,5 g t-Bütvlhydroperoxid
Lösung V
2599 g n-Hex^n ·
2213 g Acrylnitril
6 7,5 g 2-Methpj|ysulfonylpropensäuremethylester.
10 Die Lösung I wi^rde unter Stickstoffatmosphäre in einem Rührkesselreajktor, ausgestattet mit einem Gftterrührer und einem am i$Ojde nablaß angeschlossenen Überlauf rohr, vorgelegt und auf 380C temperiert. ' '
Diese Temperatur wurde während der gesamten Reaktion aufrechterhalten. Bei einer Rührgeschwindigkeit von
8 0 U/min wurde, |ai.t Lösung II di<& Polymerisation gestartet. Danach wurden die Lösungen III, IV und V wie folgt dosiert. ' *\
Lösung III 106q'ml/Stunde
l!0 Lösung IV 10^Q ml/Stunde Lösung V 75Q ml/Stunde
Im fol'jen^de.n kqntinuierliehen Betrieb wurde eine den do-r
Le A 21 668
sierten Lösungen entsprechende Menge. Polymözfisätdispersion - ca. 2 kg/Stunde1, ■*■ kontinuierlich ausgetragen.
Nach 4-stündiger- Polymerisation wurde be£üigi.ich Umsatz, Polymerisatzusammensetzung und mittlere1^ $plekularge-X'/ichtj ein .stationärer ,Zustiand erteichtj .-l/ie Pclyrnerisatdispersion wurde gemäo Öeaspiel 3 aufcjealrbeiti.-t;. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 1 äurgefühtf'tI
'■//■. ' ß
• ί ι
'> ί
Be K 21 668
Tabelle 1: Ergebnisse der Beispiele 1-6 Beispiele
Einsatz Acrylnitril/ Comonomer (Gew.-%)
Umsatz (%)
K-^Wert
ÄcrylXLitr il/Cancno-
mer
Gehalt im Polymeris.
1} ^r/Lnitxil^-Sulfcpropen- 99,0/1,0 90 87,""6 "99,7/0,3 99,9/0,1
säureirethylesterKZopolyneri- ~ 98~, 0/2,0"' * ~ ' 90 39 ^,2/0,8
sation im wäßriaen Medium 96,0/4,0 90 108 98,5/1,5
88,0/12,0 65 110 96,0/4,0
80^0/20^0 51 125 ^ΙιΙίΙΛ 9§ilZLi
2) Acr-ylnitril/Natriuir-2-Sulfo- 99,0/1,0 93 93,9 99,6/0,4 99,9/0,1
propensäurenethylestar-Copoly- 98,0/2,0 92 96,7 99,6/0,4
rnerisation im wäßrigen !-tedium . 96,0/4,0 87 96,1 98,7/1,3
88,0/12,0 81 1Θ6 -- 95,2/4t2
__&Q.iP/2Qiä ; _ZÜ_ : :^9Ά 'Ζί!ι~ζ^5^^ϊ^^^έ^ϊ§.
3) Äcrylnitril/2Hyfethoxysulfcny]- 99,0/1,0 70 90,0 97,1/2,9 99,1/0,9 propensäurenethylester-Copoiy- 97,0/3,0 72 84,6 95,8/4,2 merisation in Petrolether 94,0/6,0 71 79/6 ""90,4/9,S
88,0/12,0 47 · €8,3 -76,5/23,5
; 2 8°_i°_/20i0 _43 4SIxEi
4} Acri'lnitril/2-Metliaxysulfonyl- 99,0/1^0 76 50,4 98,9/1,1 99,7/0,3
propensäuremethylester-CopoIy- 97,0/3,0 68 48,7 96,2/3,8
merisation in DMF 92,5/7,5 60 45,6 "91,8/8,2 :
85,0/15,0 31 44,2
Tabelle 1: Ergebnisse der Beispiele 1-b (Jt On_setzung)
Beispiele
Einsatz Acrylnitril/ Ccroonomer (Gew.-%) Umsatz (%)■ K-Wert
Acrylnitril/Ccniono-
mer
Gehalt im Polymeris.
(Gew.-%) (Mol-%)
5). 'Äii^lnl*i^±/Jterylsäureneth)^site^/92,4/6,1/1,5
methylester-Terpolymerisation in'" Hexan 86
93,5/4,0/2,5
96,7/2,5/0,8
6). Acryliiltril/Acrylsäuremethyl- 93,6/5,6/0,8
ester/NatriuDmethaliylsulfCHTatiro wäßrigen
80
33,9/5,6/0,5
96,3/3,5/0,2
Δ 2s _. w w w w
7) . Acrylnitril/2-Methoxysulfonylpropensäuremethylejsif.er
Fasern ^-1 .
Ein Copolymerisat, hergestellt analog Beispiel 3 aus 9 7 Gew.-% Aprylnitril und 3 Gew,-% ^-Methoxysulfonyl-5 propensäuremethylester mit eineiji K-Wert von 80, wurde aus einer DimethyIformamidlösung wie folgt trocken mit einer 36-Lochdü?5e (Düsenlochdurchmesser 0,2 mm) versponnen. ; :
Feststoffgehalt (Spinnlösung):] 28 Gew.-%
Viskosität ; 3,00 Pas (200C)
Schachttemperatur s 2000C
Luftmenge ' :i 32 m3 /h
Lufttemperatur l ; ?50°C
Spinnkopf temperatur a §0°C
Abzug 5 250 m/min.
Der SpinnguttjLter betrug 10 dtex. Jeweils zwei Spinnbändchen wurden zu einem Spinnband 720 f 72 zusammengefaßt. '
Das: Spinnband wurde -in siedendem Wasser 1:4 verstreckt 10 und zweimal bei 950C unter einer GesamtschrumpfZulassung von 18 % gewaschen.
7
f
Das erhaltene ptreckband wurde in Form von Strängchen im Autoklaven %·. ny'in-. bei 125 0C fixiert. Der End ti ter betrug
300 dt ex. .- "' ,-·
Le A 21 6 6 8
Färbebeispiel
I g des Colour Index Farbstoffs CI. Basic Red 18 (1108^) wurde in.1 1 heißem destillierten Wasser gelöst. Dann wurden Ί 'ml 3 %ige Essigsäure und 1 ml 4 1Aige Natrium-
5 . acetatlösüng zugesetzt. 'Diese Lösung vyurde nochmals
mit 1 1 Wasser verdünnt. In dieser Flotte wurden 2,4 g· der gestreckten Fasern 1,5 h unter Rüekfluß erhitzt. Die gefärbten Fasern würden entnommen, 'gespült, dreimal i:iit je 2 1 destil'li'er/tein Wasser ausgekocht und getrocknet, Die getrockneten,, gefärbten Fasern würden in Dimethylformamid gelöst und di<? Farbstoffme,ngfe in üblicher Weise durch ExtinktionSmtesfcung ermittelt, f. '
Die Farbstoffaufnahme betrug, bezogei! auf Fasergewicht, !5,5 Gew.-%. ■■ , ■
'lh '.
15 Beispiel 8 . ., '"" . '
it ■ Methacrylsäuremethylester/2-MethoxysUlfonylpropeAsäure~
iaethylester-Copolymerisation in Lösuhg
In einem Rührreaktor wurden unter Zusatz von Benzol als Lösüngsvetmittler b6i:70°C polymerisiert:
■U
20 i J (A) (B) (C) (D)
Methacrylsäuremethylelter 18 16 16,8 16 (g)
Le A 21 668
21
(A) (B) (C) (D) 2-Methoxysulfonylpropensäuremethylester
2 4 11 ,2 16 (g)
6 12 27 36 (Mol-%)
2,2'-Azo-bisisobutyronitril 0,16 0 r15 0,19 0,21 (g) Benzol 20 20 12 8 (g)
Nach einer Stunde wurde die Polymerisation durch schnelles Abkühlen und Zugabe von 40 g Methylenchlorid abgebrochen. Die Isolierung und Reinigung der entstandenen Copolymerisate erfolgte durch mehrmaliges Umfallen aus verdünnter Methylenchlorid-Lösung unter Zusatz von Ether als Fällmittel. Die Polymerisate haben folgende Eigenschaften:
Polymerisatzusammensetzung: (A) (B) (C) (D)
Methacrylsäuremethylester 84,5 75,8 52,5 45,5
(Gew.-%)
2-Methoxysulfonylpropensäuremethylester 14,6 24,2 47,5 54,5
(Gew.-%) " 8,8 15,1 33,5 40,0
(Mol-%) Grenzviskosität: OvJ 1/44 1'03 °'48 0,26
(dl/g) Umsatz (Gew.-%) 65 76 71 66
2 5 Beispiel 9 :
Acrylsäuremethylester/2-SulfopropensäuremethyIester-Copolymerisation in Lösung
Le A 21 6 68
-M-
(A) (B) (C) (D) (g)
19 18 16 12 (g)
1 2 4 8 (MoI-S)
3 5 11 26 (g)
0,2 0,2 0,2 0,2
In einem Rührreaktor wurden in 50 %iger Dimethylsulfoxid-Losung bei 70°C polymerisiert:
Acrylsäuremethylester
2-Sulfopropensäuremethylester
2,2'-Azo-bis-isobutyronitril 0,2
Die Polymerisation wurde nach 30 Minuten durch schnelles Abkühlen und Zugabe von 20 g Methylenchlorid abgebrochen. Die Isolierung und Reinigung der Copolymerisate erfolgte durch mehrmaliges Umfallen aus verdünnter Methylenchlorid-Lösung unter Zusatz von Diethylether/Ethanol als Fällmittel. Die Polymerisate haben folgende Eigenschaften:
Polymerisatzusammensetzung: (A) (B) (C) (D)
Acrylsäuremethylester 91,9 86,6 76,1 50,4
(Gew.-%)
2-Sulfo-propensäuremethylester 8,1 13,4 23,9 49,6
(Gew.-%)
" 4,4 7,4 14,0 33,8
(Mol-%)
Grenzviskosität: /Tr, J 0,58 0,35 0,65 0,55
(dl/g) Umsatz (Gew.-%) 46 43 52,5 4 2
Die chemische Zusammensetzung der Polymeren wurde aus den elementaranalytisch ermittelten Schwefel- und Methoxygruppen-Gehalten bestimmt. Es zeigte sich, daß im Zuge der Aufarbeitung eine Hydrolyse der polymerfixierten Sulfonsäureester-Gruppen zu SuIfonsäuregruppen eintritt.
Le A 21 668
Beispiel .10
Styrol/2-Methoxysulfonylpropensäuremethylester-Copolymerisation in Masse
In einem Kneter wurden polymerisiert:
10
15
(A) (B) (C) (D) (g)
Styrol 19 18 16 10 (g)
2-Methoxysulfonylpropen-
säuremethylester
1 2 4 10 (Mol-%)
Il 3 6 13 37 (g)
2,2'-Azo-bis-isobutyroni-
tril
0,2 0,2 0,18 0,16 (0C)
Reaktionstemperatur 80 80 80 70 (h)
Reaktionsdauer 3,0 3,0 1,0 0,5
Die Isolierung und Reinigung der Copolymerisate erfolgte
durch mehrmaliges Umfallen aus verdünnten Methylenchlorid-Lösungen unter Zusatz von Diethylether, bzw. Diethylether/Hexan als Fällmittel. Die Polymerisate ·
haben folgende Eigenschaften:
Polymerisatzusammensetzung: (A) ,8 (B) ,6 (C) (D)
Styrol 93 88 64 48
(Gew.-%)
2-Methoxysulfonylpropen ,2 ,4
säuremethy lester 6 ,1 11 ,0 36 52
(Gew.-%)
11 3 7 25 39
(Mol-%)
25 Grenzviskosität:
Umsatz (Gew.-%)
0,165 0,15 0,1 0,135
(dl/g) 79,5 73,5 68,8 68,9
Le A 21 668
Beispiel 11
Vinylacetat/2-Methoxysulfonylpropensäuremethylester-Copolymerisation in Masse
In einem Reaktor, ausgestattet mit einer Rühr- und Knet-5 einrichtung, wurden vorgelegt:
80 g Vinylacetat,
20 g 2-Methoxysulfonylpropensäuremethylester (11 Mol-%) und
0,8 g 2,2'-Azo-bisisobutyronitril.
Nach Temperierung auf 650C und Viskositätsanstieg der Mischung wurde innerhalb von 1 Stunde die Lösung aus
80 g Vinylacetat
20 g 2-Methoxysulfonylpropensäuremethylester (11 Mol-%) und
0,4 g 2,2'-Azo-bisisobutyronitril nachdosiert.
Die Polymerisation wurde bis zur deutlichen Trübung der 1 5 zunächst klaren Reaktionsmischung fortgeführt. Durch mehrmaliges Auflösen in Methylenchlorid und Ausfällen mit Ether wurde das Polymerisat isoliert. . .
Ausbeute: 82 g (41 %)
Zusammensetzung: 42 Gew.-% 2-Methoxysulfonylpropensäure-20 methylester (26 Mol-%)
57 Gew.-% Vinylacetat
Grenzviskosität: /Ίγ> J 0,48 dl/g
Le A 21 668

Claims (8)

32196Α 1 Patentansprüche
1.1 Polymerisate enthaltend
(A) 0,1 bis 80 Mol-% polymerisierte Einheiten der
Formel
?°2R2
-CH-C-
' SO3R3
worin
R. Wasserstoff oder Methyl
R„ Alkyl, insbesondere primäres oder sekundäres Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen und
R3 Wasserstoff oder Alkyl, insbesondere primäres oder sekundäres Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen bedeuten,
wobei die Sulfonsäuregruppe auch in Form eines Salzes vorliegen kann, und
(B) 20 bis 99,9 Mol-% polymerisierte Einheiten eines oder mehrerer ethylenisch ungesättigter Monomerer .
2. Polymerisate nach Anspruch 1, worin
R1 Wasserstoff R2 Methyl und R-. Wasserstoff oder Methyl bedeuten,
Le A 21
3. Polymerisate nach Anspruch 1, worin die Comonomereinheiten der Gruppe B der Formel
?5
-CH9-G-
R4
entsprechen,
worin
R4 H, Alkyl, Halogen oder CN und
Rr H, Alkyl, Aryl, Carbonsäureester, Carbonsäureamid, Acyloxy, CN oder Halogen bedeuten.
4. Polymerisate nach Anspruch 3, worin
R. Wasserstoff, Halogen oder Methyl und
R5 Alkoxycarbonyl, Aryl, CN, Halogen oder Alkylcarbonyloxy, wobei Alkoxy und Alkyl bevorzugt 1 bis 4 C-Atome aufweisen, bedeuten.
5. Polymerisate nach Anspruch 1 bestehend aus
15 a) 89 bis 99,9 Mol-% Acrylnitril und o,1 bis 11
Mol-% 2-Methoxysulfonylpropensäuremethylester,
b) 92 bis 99,9 Mol-% Acrylnitril und 0,1 bis Mol-% 2-Sulfopropensäuremethy!ester,
Le A 21 6 68
c) 90 bis 99,8 Mol-% Acrylnitril, 0,1 bis 6 MoI-S Acrylsäuremethylester und 0,1 bis 4 Mol-% 2-Methoxysulfonylpropensäuremethylester, oder
d) 40 bis 89,9 Mol-% Acrylnitril, 0,1 bis 15 Mol-% 2-Sulfopropensäuremethylester oder 2-Methoxy-
sulfonylpropensäureraethylester und 10 bis 5 9,9 Mol-% Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid.
6. Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten, dadurch
gekennzeichnet, daß man 0,1 bis 80 Mol-% von Ver-10 bindungen der Formel
SO3R3
worin R1,R- und R_ die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung besitzen,
mit 99,9 bis 20 Mol-% eines oder mehrerer ethylenisch ungesättigter Monomerer unter den Bedingungen der radikalischen Polymerisation polymerisiert.
7. Verwendung der Polymerisate gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von Fäden, Fasern und Folien.
8. Fäden, Fasern und Folien hergestellt aus den Poly-20 merisaten gemäß Anspruch 1.
Le A 21 668
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