DE644285C - Verfahren zur Gewinnung von Polymerisationsprodukten aus Styrol - Google Patents

Description

Bei der Polymerisation von Styrol, seinen Homologen und Derivaten durch Erhitzen macht sich vielfach der Übelstand geltend, daß die Temperatur infolge der auftretenden Polymerisationswärme nicht konstant bleibt. Schon nach kurzem Erhitzen des monomeren Styrols bis zu dessen Siedepunkt verdickt sich langsam die Masse, wobei sich die Temperatur ständig erhöht, häufig" bis zu i8o°. Die Einhaltung· einer bestimmten konstanten Temperatur bei der Polymerisation ist aber zur Erzielung von technisch brauchbaren Polymerisaten von ausschlaggebender Bedeutung. Ferner ist -es für die Herstellung von z. B. zähen und widerstandsfähigen Produkten bekanntlich erforderlich, die Polymerisation bei verhältnismäßig niedriger Temperatur, z. B. etwa ioo°, durchzuführen. Letzteres bereitet aber insbesondere bei der Verarbeitung größerer

zo Chargen erhebliche Schwierigkeiten.

Es wurde nun gefunden, daß alle diese Nachteile beseitigt werden und man zu ausgezeichneten, für die Herstellung von Kunststoffen, z. B. Spritzgußmassen, besonders wertvollen Produkten gelangt, wenn man das Erhitzen bei vermindertem Druck vornimmt oder die entstehende Polymerisationswärme durch indirekte Kühlung unter Verwendung einer bei der gewünschten Polymerisationstemperatur siedenden Kühlflüssigkeit abführt. Durch Anwendung eines Vakuums beim Erhitzen wird der Siedepunkt des Styrols erniedrigt. Arbeitet man z. B. bei 100 mm Druck, so liegt der Siedepunkt des Styrols bei etwa 90⁰ Die Polymerisation kann dann ziemlich konstant bei dieser Temperatur durchgeführt werden, da die bei der Polymerisation auftretende Wärme zum Verdampfen des monomeren Styrols veTbraudrc und die Reaktion dadurch gleichzeitig gemildert wird. Praktisch tritt in diesem Falle keine Temperaturstaigarung über ioo° ein.

Die Abführung der Polymerisationswänne durch indirekte Kühlung kann z. B. in der Weise erfolgen, daß man durch, Kühlschiangen oder andere geeignete Gefäße, die im Polymerisationskessel eingebaut sind, Flüssigkeiten mit einem Siedepunkt strömen läßt, der etwa der Temperatur entspricht, bei -der die Polymerisation durchgeführt werden soll, z. B. Wasser, wenn bei einer Polymerisationstemperatur von ioo° gearbeitet werden soll. Wird die zu polymerisierende Masse dann durch die Polymerisationswärme auf etwas über ioo° erhitzt, so tritt Verdampfung des Wassers ein, wodurch, die Polymerisationswärme abgeführt wird, so daß die Temperatur konstant auf etwa ioo° gehalten wird.

Das vorliegende Verfahren gestattet die Gewinnung einheitlicher, gleichmäßiger Pro-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Carl Wulff und Dr. Eugen Dorrer in Ludzvigshafen, Rhein.

duktc, die sich durch hohe mechanische Festigkeit und Wärmebeständigkeit auszeicKr nen. ' Y₁

Bei der Polymerisation können,, reaktions¹:' S beschleunigende Zusätze, wie Benzoylsupcroxyd, Essigsäure, Essigsäureanhydrid u. a., verwendet werden.

Man hat zwar schön Styrol, gelöst in organischen Lösungsmitteln, einer Polymerisation ι« unterworfen. Wenn hierbei auch infolge der Siedetemperatur der Flüssigkeit eine gleichmäßige Polymerisationstempcratur innegehalten weiden kann, so bietet doch diese Arbeitsweise eineReihe von großenUnzuträglichkeitcn. «5 Die aus Styrol in Gegenwart von organischen Lösungsmitteln erhaltenen Polymerisationsprodukte lassen sich sehr schwer \ cn den angewandten Lösungsmitteln befreien und bc-siujn im allgemeinen nur geringe Fe.stigki-itswene. 2f> Gemäß dem beanspruchten Verfahren erfolgt die Polymerisation das Styrols in der Wdse, daß Lberhitzungcn des Re.iktions^utes bei der Polymerisation durch Vakuuinkühliing oder indirekte Kühlung vermieden werü ·η. Diese »5 Arbeitsweise bietet den großen technischen Vorteil, daß man das Polyinerisationsprodukt in einer ohne weiteres verarbeitungsfähigen Form erhält, und daß dessen Festigkcitswerte wesentlich bessere sind, als die von PoIyso styroien, die in Gegenwart von Lösungsmitteln polymerisiert wurden. Abgesehen davon, bietet das beanspruchte Verfahren den besonderen Vorteil, daß man ohne weiteres Produkte jeden gewünschten Festigkeitsgrades erhalten kann, ohne daß es einer anderen Maßnahme als einer einfachen Temperaturregelung bedarf. Da bei der Polymerisation von in organischen Lösungsmitteln gelöstem Styrol die auftretende Polymerisationsvvürme im allgemeinen sehr leicht abgeführt werden kann, bestehen hier nicht die Schwierigkeiten, wie sie bei der Polymerisation von Styrol für sich allein durch ungenügende Wärmeableitung und allmähliches Ansteigen des Siedepunktes der Polymerisationsmasse auftreten. Wenn es auch bei vielen technischen Prozessen üblich ist, die Temperatur mittels indirekt wirkender Flüssigkeiten zu regeln, so hat man doch noch nicht den Vorschlag gemacht, bei der Polymerisation von Styrol durch Erhitzen eine Überhitzung des Reaktionsgutes durch Vakuumkühlung oder indirekte Kühlung mit tels einer bei der gewünschten Polymeri· sationstemperatur siedenden Kühlflüssigkeit zu

^vermeiden. _ SS

■\. Beispiel 1

In einem mit Rückflußkühler versehenen Reaktionskessel, in dem sich ein Druck von 100 mm Hg befindet, wird Styrol bei Temperaturen zwischen 80 bis ioo° polymerisiert. Das so erhaltene Polymerisationsprodukt zeigt bei der Prüfung von Normalstäben eine Schlagbiegefestigkeit von 16 bis 18 kg/cm⁸, eine Biegefestigkeit von 700 kg/cm² und eine Wärniebeständigkeit von 70". Wird die Polymerisation unter entsprechender Verringerung des Druckes bei 70 bis 8o° durchgeführt, so wird ein Produkt mit einer Schlagbiegcfestigkeit von 2 5 kg cm-', einer Biegefestigkeit voii 800 kg/cm² und einer Wärmebeständigkeit von über 80" erhalten. Die Produkte lassen sich gut verspritzen und eignen sich auch gut zum Verprcs&en.

Beispiel2 is

In einem kontinuierlich arbeitenden PoIymerisationskessel, wird Styrol während 24 Stunden auf Temperaturen zwischen 95 bis 105° gehalten. Die Temperaturkonstanz wird dadurch erreicht, daß durch eine Kühlschlange, die sich im Innern des Kessels befindet, dauernd Wasser von 95 bis ioq° strömt. Nach 24stündigeni Erhitzen ist das Styrol zu einer festen Masse polymerisiert. Durch Aufheizen auf 200 bis 22O° wird die Masse 1$ plastisch' und kann ohne weiteres aus dem Kessel entfernt werden. Wünscht man z. B. bei etwa 8o° zu polymerisieren, so leitet man Benzol oder eine andere, bei 8ο^ΰ siedende Flüssigkeit durch die Kühlschlangen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Gewinnung von Polymerisationsprodukten aus Styrol und seinen Homologen oder Derivaten in der Wärme und in Abwesenheit von Lösungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß Überhitzungen des Reaktionsgutes durch Vakuumkühlung oder indirekte Kühlung mittels einer bei der gewünschten Polymeri- «oo sationstemperatur siedenden Kühlflüssigkeit vermieden werden.