DE3512079C2 - Cellulose-Pfropfpolymer - Google Patents
Cellulose-PfropfpolymerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Celluloseester mit einer von
Caprolacton abgeleiteten Estergruppe als einer Pfropfkette,
sie betrifft insbesondere einen Celluloseester, auf den
als eine Pfropfkette eine von Caprolacton abgeleitete
Estergruppe aufgepfropft ist, die an ihrem einen Ende
eine primäre Hydroxylgruppe aufweist, und als Beschichtungsharz
oder als Formmaterial brauchbar ist.
In der japanischen Patentanmeldung Nr. 197333/1982 ist bereits
ein Verfahren zur Herstellung eines neuen Pfropfpolymers
durch Ringöffnungspolymerisation von ε-Caprolacton
in Gegenwart eines Cellulosederivats, wie eines
Celluloseesters oder Celluloseäthers beschrieben. Die Struktur
des Pfropfpolymers konnte bisher jedoch nicht vollständig
geklärt werden.
In der DE-A 33 22 118 werden wasserlösliche
Celluloseesterderivate beschrieben, die erhalten werden
durch Veresterung von Cellulose mit Lactonen, beispielsweise
ε-Caprolacton. Diese Celluloseesterderivate werden als
Beschichtungs- oder Anstrichmittel und als Verdickungsmittel
eingesetzt. Da die beschriebenen Celluloseesteerderivate
keine thermoplastischen Eigenschaften aufweisen, können
Schichten daraus jedoch nur hergestellt werden, indem man
Lösungen dieser Celluloseesterderivate auf eine Unterlage
aufbringt und das Lösungsmittel, meist Wasser, verdampfen
läßt. Diese Art der Herstellung von Schichten ist aufwendig
und führt meist nur zu unbefriedigenden Ergebnissen.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, Celluloseesterderivate
zur Verfügung zu stellen, die zäh (hart) und flexibel sind
und sich als Überzugsharze eignen. Sie sollen
thermoplastische Eigenschaften aufweisen, so daß aus ihnen
Filme durch Erwärmen und Pressen hergestellt werden können
und sie als Formmaterialien eingesetzt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein
Cellulose-Pfropfpolymer, umfassend Einheiten der allgemeinen
Formel (I)
worin mindestens eine der Gruppen R₁, R₂ und R₃
worin m eine ganze Zahl von mindestens 1 ist, worin
(a) mindestens eine der Gruppen R₁, R₂ undd R₃ Acetyl, Propionyl oder Butyryl ist, oder
(b) mindestens eine der Gruppen R₁, R₂ und R₃ Acetyl und mindestens eine der anderen Gruppen R₁, R₂ und R₃ Propionyl oder Butyryl ist; und
der Rest der Gruppen R₁, R₂ und R₃ H bedeutet;
und gegebenenfalls Einheiten der allgemeinen Formel (II)
(a) mindestens eine der Gruppen R₁, R₂ undd R₃ Acetyl, Propionyl oder Butyryl ist, oder
(b) mindestens eine der Gruppen R₁, R₂ und R₃ Acetyl und mindestens eine der anderen Gruppen R₁, R₂ und R₃ Propionyl oder Butyryl ist; und
der Rest der Gruppen R₁, R₂ und R₃ H bedeutet;
und gegebenenfalls Einheiten der allgemeinen Formel (II)
worin
(a) mindestens eine der Gruppen R₄, R₅ und R₆ Acetyl, Propionyl oder Butyryl ist, oder
(b) mindestens eine der Gruppe R₄, R₅ und R₆ Acetyl und mindestens eine der anderen Gruppen R₄, R₅ und R₆ Propionyl oder Butyryl ist; und
der Rest der Gruppen R₄, R₅ und R₆ H bedeutet,
wobei das Pfropfpolymer aus mindestens 20 Einheiten der allgemeinen Formel (I) oder aus insgesamt mindestens 20 Einheiten der allgemeinen Formeln (I) und (II) besteht und das Mengenverhältnis der Einheiten der allgemeinen Formel (I) und den Einheiten der allgemeinen Formel (II) innerhalb des Bereichs von 80/20 bis 20/80 liegt.
(a) mindestens eine der Gruppen R₄, R₅ und R₆ Acetyl, Propionyl oder Butyryl ist, oder
(b) mindestens eine der Gruppe R₄, R₅ und R₆ Acetyl und mindestens eine der anderen Gruppen R₄, R₅ und R₆ Propionyl oder Butyryl ist; und
der Rest der Gruppen R₄, R₅ und R₆ H bedeutet,
wobei das Pfropfpolymer aus mindestens 20 Einheiten der allgemeinen Formel (I) oder aus insgesamt mindestens 20 Einheiten der allgemeinen Formeln (I) und (II) besteht und das Mengenverhältnis der Einheiten der allgemeinen Formel (I) und den Einheiten der allgemeinen Formel (II) innerhalb des Bereichs von 80/20 bis 20/80 liegt.
Die Endgruppen der Polymerketten am Sauerstoffatom der
Formel (I) bzw. (II) sind definiert wie die Reste R₁, R₂ und
R₃ bzw. R₄, R₅ und R₆. Die entgegengesetzten Endgruppen
können eine Hydroxy-, eine
worin m eine ganze Zahl von mindestens 1 ist, oder eine
-O-Acetyl-, -O-Propionyl- oder -O-Butyrylgruppe sein.
In dem erfindungsgemäßen Pfropfpolymer können alle
Glucoseringe mit einer aus einem ε-Caprolacton-Monomer
bestehenden Pfropfkette miteinander verbunden sind, d. h. das
Pfropfpolymer kann entweder nur aus Einheiten der oben
angegebenen Formel (I) oder alternativ sowohl aus Einheiten
der oben angegebenen Formel (I) als auch aus Einheiten der
oben angegebenen Formel (II) bestehen.
Beide Polymere gehören zu den erfindungsgemäßen Pfropfpolymeren
und sie weisen eine hohe Zähigkeit (Härte) und
Flexibilität auf.
Es wird angenommen, daß die hohe Flexibilität des erfindungsgemäßen
Pfropfpolymers auf die Anwesenheit einer verhältnismäßig
sperrigen (voluminösen) Gruppe, d. h. eine
Pfropfkette, bestehend aus ε-Caprolacton mit einer primären
Hydroxylgruppe an ihrem einen Ende, das mit dem
Glucosering verbunden ist, zurückzuführen ist. Es wird
ferner angenommen, daß die primäre Hydroxylgruppe, die
in einer Position in einem Abstand von dem Glucosering
vorhanden ist, eine höhere Reaktionsfähigkeit aufweist als
eine Hydroxylgruppe, die direkt mit dem Glucosering verbunden
ist, wie diejenige, die in Celluloseacetat oder
Celluloseacetatbutyrat zurückbleibt. Es ist daher bevorzugt,
daß die Pfropfkette des erfindungsgemäßen Pfropfpolymers
aus mindestens einer ε-Caprolacton-Monomereinheit
besteht, wobei eine Reihe von ε-Caprolacton-Monomereinheiten
besonders bevorzugt ist.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Pfropfpolymers mit
einer hohen mechanischen Festigkeit ist es erforderlich, daß
das Pfropfpolymer aus mindestens 20 Einheiten der Formel
(I) oder insgesamt mindestens 20 Einheiten der Formeln
(I) und (II) besteht. Zur Erzielung einer ausreichenden
Flexibilität und Zähigkeit bzw. Härte ist ein Pfropfpolymer,
bestehend durchschnittlich aus 50 bis 250 Einheiten
der Formel (I) oder durchschnittlich 50 bis 250 Einheiten
der Formeln (I) und (II) besonders bevorzugt.
Das Mengenverhältnis zwischen den Einheiten der Formel
(I) und den Einheiten der Formel (II)
liegt erfindungsgemäß
innerhalb des Bereiches von 80/20 bis 20/80.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die
beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein ¹H-NMR-Spektrum des in Beispiel 1 erhaltenen
Pfropfpolymers;
Fig. 2 ein ¹³C-NMR-Spektrum des gleichen Pfropfpolymers;
Fig. 3 ein IR-Absorptionsspektrum des gleichen Pfropfpolymers;
und
Fig. 4 ein Gaschromatogramm des gleichen Pfropfpolymers.
Das erfindungsgemäße Pfropfpolymer kann durch bekannte
analytische Verfahren identifiziert werden, beispielsweise
durch ¹³C-NMR-Spektroskopie, ¹H-NMR-Spektroskopie,
Infrarot-Absorptionsspektroskopie oder Gaschromatographie.
So kann beispielsweise mittels der ¹³C-NMR-Spektroskopie
das Pfropfpolymer auf der Basis der nachstehend angegebenen
Signale identifiziert werden, da es in seinem Molekül
die folgende Struktur aufweist:
in der mindestens einer der Reste R₁, R₂ und R₃ darstellt
worin r die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von mindestens 1
bedeutet,
(a) mindestens eine der Gruppen R₁, R₂ und R₃ Acetyl, Propionyl oder Butyryl ist, oder
(b) mindestens eine der Gruppen R₁, R₂ und R₃ Acetyl und mindestens eine der anderen Gruppen R₁, R₂ und R₃ Propionyl oder Butyryl ist; und der Rest der Gruppen R₁, R₂ und R₃ für H steht, wobei die in den Klammern unterhalb der Kohlenstoffatome angegebenen Ziffern sich auf die jeweiligen Positionen der Kohlenstoffatome beziehen.
(a) mindestens eine der Gruppen R₁, R₂ und R₃ Acetyl, Propionyl oder Butyryl ist, oder
(b) mindestens eine der Gruppen R₁, R₂ und R₃ Acetyl und mindestens eine der anderen Gruppen R₁, R₂ und R₃ Propionyl oder Butyryl ist; und der Rest der Gruppen R₁, R₂ und R₃ für H steht, wobei die in den Klammern unterhalb der Kohlenstoffatome angegebenen Ziffern sich auf die jeweiligen Positionen der Kohlenstoffatome beziehen.
Die Signale des Kohlenstoffatoms (1), der Kohlenstoffatome
(2) bis (5) und des Kohlenstoffatoms (6) sind bei
100 bis 106 ppm, 772 bis 883 ppm bzw. 60 bis 65 ppm zu beobachten.
Das Signal von C=O der über eine Esterbindung
an den Glucosering gebundene Acylgruppe, d. h. des
Kohlenstoffatoms (7), ist bei 169 bis 171 ppm festzustellen.
In der aus ε-Caprolacton bestehenden Pfropfkette
sind die Signale der Kohlenstoffatome (12) bis (15) und
(22) bis (25) bei 24 bis 36 ppm zu beobachten und diejenigen
der Kohlenstoffatome (16) und (26) sind bei 61 bis
65 ppm zu beobachten und diejenigen der Kohlenstoffatome
(11) und (21) sind bei 173 bis 174 ppm zu beobachten.
Obgleich ein Signal des Kohlenstoffatoms der Carboxylgruppe,
d. h. des Kohlenstoffatoms von C=O bei 175 bis
176 ppm zu beobachten ist, wenn die Pfropfkette eine endständige
Carboxylgruppe aufweist, ist in dem erfindungsgemäßen
Pfropfpolymer kein entsprechendes Signal zu beobachten,
da die endständige Gruppe der Pfropfkette desselben
eine Hydroxylgruppe ist.
Die vorstehend angegebenen charakteristischen Merkmale
sind in dem ¹³C-NMR-Spektrum des erfindungsgemäßen Pfropfpolymers
zu erkennen.
Das erfindungsgemäße Pfropfpolymer kann nach verschiedenen
Verfahren hergestellt werden, beispielsweise nach
einem Verfahren, wie es in der japanischen Patentanmeldung
Nr. 197333/82 (publiziert am 18. Mai 1984 unter der
Publikations-Nr. 86621/84) beschrieben ist. Bei diesem
Verfahren wird ein cyclischer Ester einer Ringöffnungsreaktion
unterworfen in Gegenwart eines Celluloseesters
mit einer Hydroxylgruppe im Molekül, die erhalten wurde
durch Veresterung von Cellulose mit einer aliphatischen
Carbonsäure, unter Verwendung eines Katalysators, wie er
im allgemeinen bei der Ringöffnungsreaktion von cyclischen
Estern verwendet wird, z. B. einer organischen
Säure, einer anorganischen Säure, einer Organozinnverbindung,
eines Zinnsalzes einer organischen Säure, eines
Alkalimetalls, einer organischen Alkalimetallverbindung,
eines Alkylaluminiums, einer Organotitanverbindung oder
eines Halogenids, wie Zinnchlorid, bei einer Temperatur
von 120 bis 230°C für etwa 0,1 bis 96 Stunden (bezüglich
der bei der Ringöffnungsreaktion von cyclischen Estern
verwendeten Katalysatoren vgl. Takeo Saegusa, "Koza, Jugo
hanno-ron 7, Kaikan jugo (II), publiziert von Kagaku
Dojin Co., Ltd., 1973, Seiten 104 bis 128).
Bei der Herstellung nach dem vorstehend
beschriebenen Verfahren erfindungsgemäß zu verwendende
Celluloseester sind solche, die nichtacylierte
Hydroxylgruppen aufweisen,
die leicht gehandhabt werden können
und bei relativ niedrigen Kosten kommerziell verfügbar
sind, nämlich Celluloseacetat, Cellulosepropionat,
Cellulosebutyrat, Celluloseacetatpropionat und Celluloseacetatbutyrat.
Ein Celluloseester, der 1 bis 20 Gew.-%
Hydroxylgruppen enthält, ist bevorzugt.
Das Molekulargewicht der Celluloseester liegt bei
mindestens 20 Glucoseeinheiten.
Wenn die Anzahl der Glucoseeinheiten
weniger als 20 beträgt, ist
die mechanische Zähigkeit bzw. Festigkeit des erfindungsgemäßen
Propfpolymerss beeinträchtigt.
Wenn das erfindungsgemäße Pfropfpolymer in Form einer
Mischung desselben mit einem nicht-gepfropften Celluloseester
und/oder einem nicht-gepfropften ε-Caprolacton-Homopolymer
erhalten wird, kann das Pfropfpolymer unter
Anwendung eines bekannten Verfahrens, wie es allgemein
zum Isolieren eines Pfropfpolymers angewendet wird, beispielsweise
durch Lösungsmittelfraktionierung, in reiner
Form daraus isoliert werden.
Wenn das erfindungsgemäße Pfropfpolymer als Beschichtungsharz
verwendet wird, weist es eine ausgezeichnete Verträglichkeit
mit anderen thermoplastischen Harzen auf unter
Bildung eines Überzugfilms mit ausgezeichneten Eigenschaften.
Wenn das Pfropfpolymer als Formmaterial verwendet
wird, ist die Verwendung eines Weichmachers, wie
eines Phthalats, nicht erforderlich, da es eine hohe Flexibilität
aufweist, die nicht erzielt werden kann, wenn
der Celluloseester allein verwendet wird.
Die am Ende der Pfropfkette des Pfropfpolymers angeordnete
primäre Hydroxylgruppe weist eine derart hohe Reaktionsfähigkeit
auf, daß sie mit einem Isocyanat, einem Säurehalogenid
oder einer Epoxygruppe reagieren kann. Daher
ist es möglich, daß das Pfropfpolymer weiter umgesetzt
wird unter Erzielung einer chemischen Modifzierung oder
Vernetzung.
Das Pfropfpolymer kann auch als Ausgangsmaterial für Fasern,
Trennmembranen, Filme und medizinische Materialien
verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen Pfropfpolymeren werden durch das folgende
Beispiel näher erläutert.
Alle darin angegebenen Teile und Gewichtsprozente
beziehen sich, wenn nichts anderes angegeben ist,
auf das Gewicht.
100 Teile ε-Caprolacton und 0,0110 Teile Tetrabutyltitanat,
(C₄H₉O)₄Ti, wurden in einen ausreichend getrockneten,
mit einem Rührer, einem Thermometer und einem
Rückflußkühler ausgestatteten Reaktor in einer trockenen
Stickstoffatmosphäre eingeführt. Die Mischung wurde auf
120°C erhitzt. Es wurden langsam 100 Teile Celluloseacetat,
das ausreichend getrocknet worden war (ein Produkt
mit einem
Acetylierungsgrad von 45,4%, einem Substitutionsgrad von
1,75 und einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von
etwa 100) zugegeben und die Mischung wurde gerührt, bis
eine im wesentlichen homogene Mischung erhalten worden
war. Dann wurde die Temperatur auf 160°C erhöht und die
Reaktion wurde bei dieser Temperatur 14 h fortgesetzt,
wobei man ein hellgelbes, transparentes Polymer
erhielt.
5 Teile dieses Polymers wurden in 95 Teilen Aceton gelöst.
Die Lösung wurde langsam zu einem großen Überschuß eines
Lösungsmittelgemisches aus Diethyläther und Benzol in
einem Volumenverhältnis von 50 : 50 zugetropft. Das dabei
ausfallende Polymer wurde fraktioniert und aus dem Diethyläther/Benzol-Gemisch
dreimal umgefällt, wobei man ein
Pfropfpolymer erhielt.
Das Molekulargewicht des Pfropfpolymers wurde durch Gelpermeationschromatographie
mit einem Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographen
unter Verwendung einer Shodex®
PAK A-80M-Kolonne
und einem Differential-Refraktometer
bestimmt.
1 ml/min Tetrahydrofuran wurde als Eluierungsmittel verwendet
und die Kolonnentemperatur betrug 40°C. Das zahlendurchschnittliche
Molekulargewicht betrug 3,2×10⁴
und das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht betrug
15,7×10⁴ (bezogen auf Polystyrol). Die Ergebnisse
der Elementaranalyse waren folgende:
Kohlenstoff: 53,93%
Wasserstoff: 6,92%
Wasserstoff: 6,92%
Die Fig. 1 zeigt ein ¹H-NMR-Spektraldiagramm des fraktionierten
Pfropfpolymers, das mit einem kernmagnetischen
Resonanz-Spektrometer
(100 MHz, 60°C) unter Verwendung von deuteriertem
Dimethylsulfoxid (CD₃-SOCD₃) als Lösungsmittel erhalten
wurde.
Unter den Protonen in einem Polyestersegment
gebildet durch Ringöffnungspolymerisation von ε-Caprolacton
(die Ziffern unter den jeweiligen Protonen beziehen
sich auf die Positioneen der Protonen), wurde ein
Signal des Methylenprotons bei 3,9 bis 4,2 ppm beobachtet,
dasjenige des Methylenprotons wurde bei
2,1 bis 2,5 ppm beobachtet und dasjenige der Methylenprotonen
bis wurde bei 1,3 bis 1,8 ppm beobachtet.
Ein Signal des Methylprotons der Acetylgruppe
des verwendeten Celluloseacetats wurde bei 1,8 bis 2,1 ppm
beobachtet und ein breites Signal des Protons in der
Anhydroglucoseeinheit wurde bei 2,9 bis 5,6 ppm beobachtet
(das Signal bei 2,5 bis 2,6 ppm konnte dem Methylproton
des in dem Lösungsmittel enthaltenen Dimethylsuloxids
zugeordnet werden).
Die Fig. 2 zeigt ein ¹³C-NMR-Spektraldiagramm des fraktionierten
Pfopfpolymers, das mit einem kernmagnetischen
Resonanzspektrometer
(67,8 MHz, 80°C) unter Verwendung von Pyridin-d₅
(C₅C₅N) als Lösungsmittel erhalten wurde.
Dieses Pfropfpolymer hat in seinem Molekül die folgende
Struktur
worin mindestens einer der Reste R₁, R₂ und R₃ darstellt
worin mindestens einer der Reste R₁, R₂ und R₃ darstellt
und
der Rest der Gruppen R₁, R₂ und R₃ für H steht, wobei die Ziffern in Klammern unterhalb der Kohlenstoffatome sich auf die jeweiligen Positionen der Kohlenstoffatome beziehen. Insbesondere beziehen sich die Ziffern (1) bis (8) auf Kohlenstoffatome des Celluloseacetats selbst, die Ziffern (11) bis (16) beziehen sich auf Kohlenstoffatome des Pfropfkettensegments ausschließlich der Caprolacton-Monomereinheit an dem Pfropfkettenende und die Ziffern (21) bis (26) beziehen sich auf die Kohlenstoffatome des Segments der Caprolacton-Monomereinheit an dem Pfropfkettenende.
der Rest der Gruppen R₁, R₂ und R₃ für H steht, wobei die Ziffern in Klammern unterhalb der Kohlenstoffatome sich auf die jeweiligen Positionen der Kohlenstoffatome beziehen. Insbesondere beziehen sich die Ziffern (1) bis (8) auf Kohlenstoffatome des Celluloseacetats selbst, die Ziffern (11) bis (16) beziehen sich auf Kohlenstoffatome des Pfropfkettensegments ausschließlich der Caprolacton-Monomereinheit an dem Pfropfkettenende und die Ziffern (21) bis (26) beziehen sich auf die Kohlenstoffatome des Segments der Caprolacton-Monomereinheit an dem Pfropfkettenende.
Die Signale in dem ¹³C-NMR-Spektraldiagramm in der Fig. 2
können daher wie in der folgenden Tabelle angegeben
zusammengefaßt werden.
In der Fig. 2 wird ein Signal bei 62,0 ppm dem Kohlenstoffatom
(26) der Methylengruppe, die benachbart zur
primären Hydroxylgruppe am Ende der Pfropfkette ist, zugeordnet.
In dem Diagramm der Fig. 2 wurde kein Signal
des Kohlenstoffatoms der Carboxylgruppe
am
Ende der Pfropfkette in dem Pfropfpolymer bei einer chemischen
Verschiebung von 174 bis 176 ppm beobachtet. Es
kann daher geschlossen werden, daß das Pfropfkettenende
des Pfropfpolymers nur aus der primären Hydroxylgruppe
bestand.
In dem ¹³C-NMR-Spektrum des bei der Herstellung des
Pfropfpolymers verwendeten Celluloseacetatss wurde ein
dem Kohlenstoffatom (6), das an die Hydroxylgruppe gebunden
ist, zugeordnetes Signal bei 60 bis 62 ppm beobachtet.
Andererseits wurde kein Signal in dem Spektrum des Pfropfpolymers
bei 60 bis 62 ppm beobachtet. Es kann daher geschlossen
werden, daß das Kohlenstoffatom (6) des resultierenden
Pfropfpolymers mit der Acetylgruppe oder der
Pfropfkette verbunden ist. Signale des Kohlenstoffatoms (1)
des Pfropfpolymers wurden bei 101 bis 106 ppm beobachtet.
Unter ihnen wird ein Signal bei 101 bis 102 ppm dem Kohlenstoffatom
(1) zugeordnet, das festzusstellen ist, wenn
das Kohlenstoffatom (2) nicht mit der Hydroxylgruppe verbunden
ist und dasjenige bei 101 bis 106 ppm wird dem
Kohlenstoffatom (1) zugeordnet, das festzustellen ist,
wenn das Kohlenstoffatom (2) mit der Hydroxylgruppe verbunden
ist. In dem Kohlenstoffatom (1) ist der Mengenanteil
des Kohlenstoffatoms, dem das Signal bei 101 bis 102 ppm
zugeordnet wird, in dem Pfropfpolymer höher als in dem zur
Herstellung des Pfropfpolymers verwendeten Celluloseacetat.
Diese Fakten legen nahe, daß die in dem verwendeten Celluloseacetat
verbliebene Hydroxylgruppe in dem Pfropfpolymer
mit der aus ε-Caprolacton bestehenden Pfropfkette verbunden
ist.
Aus dem Verhältnis der Intensität der Signale der Kohlenstoffatome
(21) bis (26) zu derjenigen der Kohlenstoffatome
(11) bis (16) in der endständigen ε-Caprolacton-Monomereinheit
und in den nicht-endständigen ε-Caprolacton-Monomereinheiten
in der Pfropfkette des Pfropfpolymers
wurde gefunden, daß die Pfropfkette des Pfropfpolymers aus
4 bis 5 ε-Caprolacton-Monomereinheiten wie nachstehend
angegeben bestand:
Das Infrarot-Absorptionsspektrum des fraktionierten Pfropfpolymers
wurde nach dem Kaliumbromid-Tablettenverfahren ermittelt.
Die Fig. 3 zeigt ein Diagramm der Ergebnisse. In der Fig. 3
ist eine auf eine O-H-Streckschwingung der Hydroxylgruppe
zurückzuführende Absorption bei etwa 3300 bis
3600 cm-1 zu beobachten, eine auf eine C-H-Streckschwingung
der Methylengruppe zurückzuführende Absorption ist bei etwa
2800 bis 3000 cm-1 zu beobachten und die auf eine C=O-Streckschwingung
der Estergruppe zurückzuführende Absorption
ist bei etwa 1720 bis 1740 cm-1 zu beobachten. Außerdem
ist eine auf eine C-O-Streckschwingung der gesättigten
primären alkoholischen Hydroxylgruppe zurückzuführende Absorption
bei etwa 1050 cm-1 zu beobachten.
Das fraktionierte Pfropfpolymer wurde einer gaschromatographischen
Prolyse unterworfen [Pyrolysevorrichtung: ein
Curie-Pyrolysator,
Pyrolysetemperatur: 590°C; Pyrolysezeit:
3 sec; Gaschromatograph mit folgender
Kolonne: PEG 20
M 10%/Chromosorb W-AW (rostfreie 2 M-Kolonne); Kolonnentemperatur:
70 bis 230°C (Steigerungsrate: 8°C/min); Trägergas:
60 ml/min Heliumgas; Detektor FID]. Wie in der Fig. 4
gezeigt, wurde ein auf das Polyestersegment, bestehend
aus ε-Caprolacton zurückzuführender Peak beobachtet
(Entwicklungszeit: 27 bis 28 min). Ein nach einer Entwicklungszeit
von 15 bis 16 min zu beobachtender Peak war
auf Celluloseacetat zurückzuführen.
Die Säurezahl des fraktionierten Pfropfpolymers wurde bestimmt,
wobei festgestellt wurde, daß sie weniger als 0,1
(KOH mg/g) betrug. Es ist daher vernünftig, anzunehmen,
daß die endständige Gruppe des aus ε-Caprolacton bestehenden
Pfropfpolymers nicht die Carboxylgruppe, sondern die
Hydroxylgruppe war. Diese Tatsache stimmt überein mit den
Ergebnissen der obengenannten ¹³C-NMR-Spektroskopie. Aus
den Ergebnissen der Elementaranalyse des Pfropfpolymeren
wurde gefunden, daß ein Glucosering des in diesem Polymeren
verwendeten Celluloseacetats mit 1,24 (durchschnittlich)
Pfropfketten, bestehend aus ε-Caprolacton, verbunden
ist. Aus den Ergebnissen der Elementaranalyse und der
¹³C-NMR-Spektroskopie kann daher geschlossen werden, daß
das Pfropfpolymer aus den Einheiten der Formeln (I) und (II)
in einem Verhältnis von 24,8 bis 31/75,2 bis 69 besteht.
Claims (2)
1. Cellulose-Propfpolymer, umfassend Einheiten der
allgemeinen Formel (I)
worin mindestens eine der Gruppen R₁, R₂ und R₃
bedeutet,
worin m eine ganze Zahl von mindestens 1 ist, worin
(a) mindestens eine der Gruppen R₁, R₂ undd R₃ Acetyl, Propionyl oder Butyryl ist, oder
(b) mindestens eine der Gruppen R₁, R₂ und R₃ Acetyl und mindestens eine der anderen Gruppen R₁, R₂ und R₃ Propionyl oder Butyryl ist; und
der Rest der Gruppen R₁, R₂ und R₃ H bedeutet;
und gegebenenfalls Einheiten der allgemeinen Formel (II) worin
(a) mindestens eine der Gruppen R₄, R₅ und R₆ Acetyl, Propionyl oder Butyryl ist, oder
(b) mindestens eine der Gruppen R₄, R₅ und R₆ Acetyl und mindestens eine der anderen Gruppen R₄, R₅ und R₆ Propionyl oder Butyryl ist; und
der Rest der Gruppen R₄, R₅ und R₆ H bedeutet,
wobei das Pfropfpolymer aus mindestens 20 Einheiten der allgemeinen Formel (I) oder aus insgesamt mindestens 20 Einheiten der allgemeinen Formeln (I) und (II) besteht und das Mengenverhältnis der Einheiten der allgemeinen Formel (I) und den Einheiten der allgemeinen Formel (II) innerhalb des Bereichs von 80/20 bis 20/80 liegt.
worin m eine ganze Zahl von mindestens 1 ist, worin
(a) mindestens eine der Gruppen R₁, R₂ undd R₃ Acetyl, Propionyl oder Butyryl ist, oder
(b) mindestens eine der Gruppen R₁, R₂ und R₃ Acetyl und mindestens eine der anderen Gruppen R₁, R₂ und R₃ Propionyl oder Butyryl ist; und
der Rest der Gruppen R₁, R₂ und R₃ H bedeutet;
und gegebenenfalls Einheiten der allgemeinen Formel (II) worin
(a) mindestens eine der Gruppen R₄, R₅ und R₆ Acetyl, Propionyl oder Butyryl ist, oder
(b) mindestens eine der Gruppen R₄, R₅ und R₆ Acetyl und mindestens eine der anderen Gruppen R₄, R₅ und R₆ Propionyl oder Butyryl ist; und
der Rest der Gruppen R₄, R₅ und R₆ H bedeutet,
wobei das Pfropfpolymer aus mindestens 20 Einheiten der allgemeinen Formel (I) oder aus insgesamt mindestens 20 Einheiten der allgemeinen Formeln (I) und (II) besteht und das Mengenverhältnis der Einheiten der allgemeinen Formel (I) und den Einheiten der allgemeinen Formel (II) innerhalb des Bereichs von 80/20 bis 20/80 liegt.
2. Cellulose-Pfropfpolymer nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß es 50 bis 250 Einheiten der allgemeinen
Formel (I) oder durchschnittlich 50 bis 250 Einheiten der
allgemeinen Formeln (I) und (II) umfaßt.
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