DE807441C - Verfahren zur Herstellung von praktisch farblosen Polymerisaten aus Polyvinylphenolen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von praktisch farblosen Polymerisaten aus Polyvinylphenolen

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DE807441C
DE807441C DEB759A DEB0000759A DE807441C DE 807441 C DE807441 C DE 807441C DE B759 A DEB759 A DE B759A DE B0000759 A DEB0000759 A DE B0000759A DE 807441 C DE807441 C DE 807441C
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DE
Germany
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polymerization
colorless
reaction mixture
polyvinylphenols
production
Prior art date
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Expired
Application number
DEB759A
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English (en)
Inventor
Edward Michael Evans
John Edward Seager Whitney
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British Resin Products Ltd
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British Resin Products Ltd
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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
    • C08F16/00Homopolymers and copolymers 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 an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical
    • C08F16/02Homopolymers and copolymers 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 an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical by an alcohol radical

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Description

(WiGBl. S. 175)
AUSGEGEBEN AM 28. JUNI 1951
B 759 IVc I jp c
aus Polyvinylphenolen
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Polymerisation von Vinylphenolen, wobei praktisch farblose Polymerisationsprodukte erhalten werden.
Es wurde bereits in der britischen Patentschrift 409132 vorgeschlagen, o-, m- und p-Vinylphenole durch Kondensation von Vinylhalogenide!! mit einem Phenol darzustellen und das erhaltene Produkt mittels ultravioletter Bestrahlung, Hitze und bzw. oder Polymerisationskatalysatoren, ζ. B. Uraniumsalze oder Benzoylperoxyd, zu polymerisieren. Das dadurch erzeugte Produkt wurde jedoch als ein dunkel gefärbtes öl, das aus Vinylphenol besteht, niedergeschlagen. Dies öl lieferte bei der Polymerisation natürlich ein dunkel gefärbtes Polymerisationsprodukt.
Es wurde nun gefunden, daß die verschiedenen Vinylphenole, nämlich die o-, p- und m-Tsomeren und ihre im Kern substituierten Derivate, die in Wirklichkeit farblose Materialien sind, unter Erzeugung praktisch farbloser Produkte polymerisiert werden können, wenn Vorkehrungen zur Vermeidung der Anwesenheit molekularen Sauerstoffs während der Polymerisation getroffen werden.
Die farblosen Vinylphenole, die als Ausgangsstoffe für das Verfahren nach der Erfindung dienen, können durch Fraktionierung des Kondensationsprodukts von Vinylhalogeniden mit einem Phenol oder durch Fraktionierung eines Wasserstoffabspaltungsprodukts eines durch Phenol substituierten Kohlenwasserstoffs oder nach irgendeinem anderen bekannten Verfahren gewonnen werden.
Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Zutritt von Sauerstoff zu dem zu polymerisierenden Produkt dadurch verhindert,
daß man in den Fällen der Polymerisation in Blockform oder in Lösung das Material unbewegt erhält, so daß eine Oberflächenschicht von etwa 1,5 mm Dicke das Eindringen des Sauerstoffs hintanhält, 5 oder dadurch, daß man durch Evakuierung des Raums über dem monomeren Produkt die Luft entfernt, oder dadurch, daß man die Luft durch ein inertes Gas, z. B. Stickstoff, verdrängt, oder durch die Durchführung der Polymerisation in einem vollständig gefüllten Gefäß.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Polymerisation ausgeführt wird, während das monomere Material in einem wässerigen Medium mit oder ohne Hilfe von Emulgierungsmitteln dispergiert ist, wobei der pa-Wert auf 7 oder weniger gehalten werden soll. Hierdurch wird die Oxydation des Vinylphenols erheblich verringert, selbst wenn man der Luft freien Zutritt gewährt. Natürlich ist vorzuziehen, auch in diesem Falle die Luft auszuschließen. Wenn das geschieht, braucht der pH-Wert von 7 oder weniger nicht innegehalten zu werden.
Die Polymerisation kann mit Hilfe von Katalysatoren oder Anregungsmitteln, Hitze oder ultravioletter Bestrahlung bewirkt werden. Unter den Katalysatoren, die hierfür geeignet sind, seien besonders die organischen Peroxyde wie die Acetyl-, Crotonyl-, Benzoyl-, tert. Butyl- und Isopropylbenzolperoxyde, die Ester der Perbenzoesäure und Peressigsäure, wie z. B. tertiär-Butylperbenzoesäureester, tertiäres Butylperoxyd und Isopropylbenzolperoxyd, ferner die anorganischen Peroxyde, z. B. Wasserstoffperoxyd, und die Persulfate der Alkalimetalle und des Ammoniaks genannt. Von allen diesen wird den Persulfaten der Vorzug gegeben, da sie völlig farblose Produkte ergeben, während die mit Hilfe von organischen Peroxyden hergestellten Produkte im allgemeinen eine blaßgelbe Farbe besitzen. Es braucht hier nicht be- sonders darauf hingewiesen zu werden, daß die Peroxydkatalysatoren je nach ihrer Beständigkeit eine optimale Polymerisationswirkung in verschiedenen Temperaturintervallen besitzen und daß infolgedessen die zur Anwendung gelangende Temperatur teilweise von dem gewählten Katalysator oder der Mischung von Katalysatoren abhängt. Es ist überraschend, daß blaßgefärbte Polymerisate mit Hilfe von Peroxydkatalysatoren erhalten werden, während gasförmiger Sauerstoff eine ausgesprochene Farbwirkung auf die Vinylphenole ausübt.
Unter anderen anorganischen Katalysatoren erzeugen Aluminiumchlorid und Zinkchlorid praktisch farblose Kunststoffe. Zinnchlorid, Bortrifluorid und Chlorwasserstoff dagegen haben die Bildung von dunklen Kunststoffen zur Folge und sind daher zur Anwendung bei dem Verfahren nach der Erfindung ungeeignet.
Die Produkte des erfindungsgemäßen Polymerisationsverfahrens können beträchtliche Mengen von Substanzen mit verhältnismäßig niedrigem Molekulargewicht enthalten. Bei gewissen Verwendungsarten des Kunststoffs, besonders wenn ein be schränktes Maß von Vernetzung durch Kondensation mit einer geringen Menge Aldehyd angestrebt wird, übt dieser Gehalt an Polymerisaten von niedrigem Molekulargewicht eine schädliche Wirkung auf die mechanischen Eigenschaften des Endprodukts aus.
Das Material mit niedrigem Molekulargewicht kann daher, wenn gewünscht, aus dem Kunststoff durch Extrahieren mittels eines organischen Lösungsmittels, das frei von polaren Gruppen ist, entfernt werden. Die Extraktion kann vorteilhaft vorgenommen werden, während der Kunststoff z. B. in einem Werner-Pfleidcrer-Mischer einem Spanungsvorgang unterworfen wird.
Als für diesen Zweck geeignete Lösungsmittel kommen z. B. aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol, flüssige Paraffinkohlenwasserstoffe, wie Benzin und Petroläther, chlorierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Trichlorethylen, Äther wie Äthyläther, ferner Mischungen dieser Flüssigkeiten, wie Diäthyläther und Benzol oder Diäthyläther und Benzin, in Betracht.
Wenn gewünscht, kann der Kunststoff zuerst durch Anwendung kleiner Mengen eines polaren Lösungsmittels, z. B. Äthylalkohols, erweicht oder darin gelöst werden.
Die folgenden Beispiele sollen einige Methoden zeigen, nach denen das \rerfahren der Erfindung ausgeführt werden kann.
Beispiel 1
Praktisch reines m-Yinylphenol wurde mit 1'
seines Gewichts Ammoniumpersulfat, eine andere Menge mit ι °/o Benzoylperoxyd gemischt und dann für 3 Tage in einem offenen Behälter bei Zimmertemperatur stehengelassen. Im Laufe dieser Zeit polymerisieren beide Ansätze zu einem klaren Kunststoff mit einer dunkelbraunen Oberflächenschicht von ungefähr 1,5 mm Dicke. Nach Entfernung dieser Schicht wurde in beiden Fällen ein praktisch farbloser Kunststoff erhalten; der mit Ammoniumpersulfat behandelte war vollständig farblos, der andere ganz leicht gelb gefärbt.
Wiederholung der Polymerisation dieser zwei Ansätze in geschlossenen Gefäßen, aus denen die Luft durch Verdrängung mit Stickstoff entfernt worden war, lieferte durchsichtige, praktisch farblose Produkte, die keinerlei braune Oberflächenschicht aufwiesen. Wiederholungen in einem offenen Gefäß unter Umrühren des Gemisches von Monomeren und Katalysator hatte die Erzeugung von gleichförmig braun gefärbten braunen Produkten zur Folge.
Beispiel 2
Praktisch reines m-Vinylphenol wurde in einem offenen Gefäß mit ultraviolettem Licht bestrahlt, wobei es allmählich in ein farbloses glasiges Harz, das eine dunkelbraune Oberflächenschicht von etwa 1,5 mm Dicke besaß, überging.
Wiederholung in einem offenen Gefäß unter Ruhren ergab einen braunen Kunststoff, während
Wiederholungen mit zwei weiteren Ansätzen, die eine in einem geschlossenen Gefäß im Vakuum, die andere in einem geschlossenen Gefäß, aus dem die Luft durch Verdrängen mit Stickstoff entfernt war, farblose Kunststoffe ohne eine braune Oberflächenschicht lieferten.
Beispiel 3
Praktisch reines m-Vinylphenol wurde mit 1 Gewichtsprozent Aluminiumchlorid und eine zweite Menge mit 1 Gewichtsprozent Zinkchlorid gemischt. Beide Ansätze wurden dann in offenen Behältern stehen gelassen, wobei sie allmählich in praktisch farblose Kunststoffe mit einer dunkelbraunen Oberflächenschicht von etwa 1,5 mm Dicke verwandelt wurden.
Vergleichsweise wurde diese Behandlung mit zwei weiteren Mengen m-Vinylphenol mit der Abänderung wiederholt, daß die Mischungen während der Polymerisation umgerührt wurden, bis die Viskosität der Flüssigkeit zu groß wurde. Beide Versuche lieferten dunkelbraune Kunststoffe. Wiederholung in einem geschlossenen Gefäß, aus dem die Luft durch Verdrängung mit Stickstoff entfernt worden war, ergab dagegen praktisch farblose glasige Harze ohne dunkel gefärbte Oberflächenschicht.
Beispiel 4
Praktisch reines m-Vinylphenol wurde während einer Woche bei i8° in einem geschlossenen Behälter in Abwesenheit eines jeglichen Katalysators bis zu einem weichen gummiartigen Zustand der Polymerisation überlassen. 50 Teile dieses Produkts wurden nacheinander mit je 50 Teilen Benzol mastiziert, in grobe Brocken gebrochen und allmählich nacheinander in zwei Mengen von je 100 Teilen Benzol zu einem faserigen weißen Pulver zerkleinert. Das Pulver wurde abtiltriert, mit 100 Teilen Benzol in kleinen Quantitäten gewaschen und getrocknet. Es wurden 20 Teile eines Poly-m-Vinylphenols von hohem Molekulargewicht in Gestalt eines weißen, frei fließenden, groben Pulvers erhalten.
Es ist selbstverständlich, daß der Polymerisations-Vorgang nach der Erfindung mit dem in einem inerten Lösungsmittel gelösten Vinylphenol durchgeführt und bei einer Temperatur vollzogen werden kann, bei der die monomere Substanz oder ihre Lösung flüssig ist.
Die verbesserten Kunststoffe, die erfindungsgemäß erhalten werden, können als Grundlage für Formpulver und Lacke verwendet oder durch Ätherifizierung und bzw. oder Vernetzung mit Aldehyden abgeändert werden.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von praktisch farblosen Polymerisaten aus Vinylphenolen, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation unter derartigen Bedingungen vorgenommen wird, daß der Zutritt von molekularem oder atmosphärischem Sauerstoff zu der Hauptmasse der Reaktionsmischung verhindert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zutritt von Sauerstoff dadurch verhindert wird, daß die Reaktionsmischung im Ruhezustand erhalten, die Luft aus dem Raum oberhalb der Reaktionsmischung durch Evakuieren entfernt oder durch ein inertes Gas verdrängt und bzw. oder der Polymerisationsraum vollständig mit der Mischung angefüllt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die monomeren Verbindungen in einem wässerigen Medium, dessen pH auf 7 oder niedriger gehalten wird, dispergiert sind.
1 664 6.
DEB759A 1948-11-24 1949-11-22 Verfahren zur Herstellung von praktisch farblosen Polymerisaten aus Polyvinylphenolen Expired DE807441C (de)

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DE2608407A1 (de) * 1975-03-01 1976-09-09 Maruzen Oil Co Ltd Verfahren zur herstellung von p-vinylphenolpolymeren

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