DE936719C - Process for continuous interpolymerization - Google Patents

Process for continuous interpolymerization

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DE936719C DEST4729A DEST004729A DE936719C DE 936719 C DE936719 C DE 936719C DE ST4729 A DEST4729 A DE ST4729A DE ST004729 A DEST004729 A DE ST004729A DE 936719 C DE936719 C DE 936719C
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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
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond

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Description

Verfahren zur stetigen Mischpolymerisation Die Erfindung bezieht sich auf ein mehrstufiges Verfahren zur Herstellung hochmolekularer 1Vlischpolymerisate durch Polymerisation nach Friedel-Crafts bei tiefer Temperatur. Typisch für das Verfahren ist ein Produkt, das durch Mischpolymerisation gleicher Gewichtsteile Styrol und Isobutylen bei einer Temperatur von etwa - 8o bis - 9o0 in Gegenwart von Methylchlorid als Verdünnungs- und Lösungsmittel und von Aluminiumchlorid als Katalysator hergestellt wird.Process for continuous interpolymerization The invention relates to on a multi-stage process for the production of high molecular weight mixed polymers by polymerization according to Friedel-Crafts at low temperature. Typical for that Process is a product made by copolymerization of equal parts by weight Styrene and isobutylene at a temperature of about -8o to -9o0 in the presence of methyl chloride as a diluent and solvent and of aluminum chloride as Catalyst is produced.

Mischpolymerisate dieser Art, z. B. Mischpolymerisate von Isobutylen und Styrol, sowie ihre Herstellungsverfahren sind bereits beschrieben, beispielsweise die Herstellung durch Mischpolymerisation unterhalb etwa o° in Gegenwart eines aktiven Halogenid-Polymerisationskatalysators, vorzugsweise in Gegenwart einer inerten flüchtigen organischen Flüssigkeit, die als Lösungs- und Kühlmittel dient. Die Reaktionstemperatur kann bei etwa - io bis -1o30 und darunter liegen. Durch entsprechende Veränderung der Anteile der Reaktionsteilnehmer im Ausgangsgut lassen sich Mischpolymerisate von jeder gewünschten Eigenschaft, wie Härte, Schmelzpunkt, Plastizität usw., herstellen.Copolymers of this type, e.g. B. copolymers of isobutylene and styrene, as well as their production processes have already been described, for example the preparation by copolymerization below about 0 ° in the presence of an active Halide polymerization catalyst, preferably in the presence of an inert volatile organic liquid that serves as a solvent and coolant. The reaction temperature can be around -io to -1o30 and below. By changing accordingly the proportions of the reactants in the starting material can be copolymers of any desired property such as hardness, melting point, plasticity, etc.

An Stelle von Isobutylen können andere aliphatische Olefine verwendet werden, zweckmäßig mit mehr als 2 Kohlenstoffatomen, wie Propylen, normale Butylene usw., vorzugsweise Isoolefine mit q. bis 8 C-Atomen, wie Isopenten (Methyl-2-buten-i) oder ein Penten, welches durch Dehydrierung von sekundärem Amylalkohol erhalten wird.Other aliphatic olefins can be used in place of isobutylene are, suitably with more than 2 carbon atoms, such as propylene, normal butylenes etc., preferably isoolefins with q. up to 8 carbon atoms, such as isopentene (methyl-2-buten-i) or a pentene obtained by dehydration of secondary amyl alcohol will.

An Stelle von Styrol kann man andere polymerisierbare Monoolefine verwenden, welche einen zyklischen Kern haben. Von derartigen Verbindungen sind vorzugsweise vinylaromatische Verbindungen zu nennen, besonders Kohlenwasserstoffe. Beispiele für solche Stoffe sind: a-Methylstyrol, p-Methylstyrol, a-Methylp-methyl-styrol, p-Chlorstyrol, Dichlorstyrole, Inden, Cumaron, a-Vinylnaphthalin, Dihydronaphthalin usw.Other polymerizable monoolefins can be used in place of styrene which have a cyclic core. Of such connections are preferably to mention vinyl aromatic compounds, especially hydrocarbons. Examples of such Substances are: a-methylstyrene, p-methylstyrene, a-methylp-methyl-styrene, p-chlorostyrene, dichlorostyrenes, indene, coumarone, a-vinylnaphthalene, Dihydronaphthalene, etc.

Die Mischpolymerisation wird dadurch bewirkt, daß man die beiden Reaktionsteilnehmer mit oder ohne ein inertes Verdünnungs- oder Lösungsmittel, wie Äthylen, Propan, Butan, Methylchlorid, raffinierte Erdölfraktionen usw., mischt und nach Abkühlen auf die erforderliche niedrige Temperatur mit einem aktiven Halogenid-Katalysator versetzt, beispielsweise Borflüorid, oder aktiviertem Borfluorid (Zusatz von o, i °/° Äther), Aluminiumchlorid, Titantetrachlorid, Aluminiumalkylat-Aluminiumchlorid-Komplex [AIC13 - Al(OC,H5)3] u. dgl. Man kann den Katalysator in einem Lösungsmittel lösen, z. B. einem niederen Alkylhalogenid, wie Methylchlorid oder Äthylchlorid, oder Schwefelkohlenstoff, einem niedrigmolekularen schwefelfreien gesättigten Kohlenwasserstoff oder einem Gemisch von Methylchlorid mit Butan, wobei man die Lösung bei oder unterhalb .des Siedepunktes das Katalysatorlösungsmittels bewirkt. Dann wird die Lösung des Katalysators abgekühlt, gefiltert und dem Reaktionsgemisch zugesetzt. Beispiele für andere geeignete Katalysatoren sind: AIC13 - A1CI,OH, AlBr3 - AlBr20H, AlBr2C1 - AIOCl, AlBrCl2 - AIOBr, TiC14 - AIC120H, ' TiOC12 - TiC14, AlBr3 - Br2 - CSZ, BF,- Isopropyls,lkohol, eine Lösung ' von B F3 in Äthylen, eine Lösung von aktiviertem B F3 in Äthylen, eine Lösung von aktiviertem B F, in Methylchlorid. Flüchtige Lösungs- oder Verdünnungsmittel, z. B. Propan, Äthan, Äthylen, Methylchlorid, Kohlendioxyd (flüssig oder fest) usw., können ebenfalls als innere oder äußere Kühlmittel dienen,. um die entstehende Polymerisationswärme abzuleiten.The interpolymerization is effected by the fact that one of the two reactants with or without an inert diluent or solvent, such as ethylene, propane, Butane, methyl chloride, refined petroleum fractions, etc., mixes and after cooling to the required low temperature with an active halide catalyst offset, for example boron fluoride, or activated boron fluoride (addition of o, i ° / ° ether), aluminum chloride, titanium tetrachloride, aluminum alkoxide-aluminum chloride complex [AIC13 - Al (OC, H5) 3] and the like. The catalyst can be dissolved in a solvent, z. B. a lower alkyl halide, such as methyl chloride or ethyl chloride, or carbon disulfide, a low molecular weight sulfur-free saturated hydrocarbon or a Mixture of methyl chloride with butane, the solution at or below .des Boiling point causes the catalyst solvent. Then the solution of the catalyst cooled, filtered and added to the reaction mixture. Examples of other suitable ones Catalysts are: AIC13 - A1CI, OH, AlBr3 - AlBr20H, AlBr2C1 - AIOCl, AlBrCl2 - AIOBr, TiC14 - AIC120H, 'TiOC12 - TiC14, AlBr3 - Br2 - CSZ, BF, - Isopropyls, alcohol, a solution of B F3 in ethylene, a solution of activated B F3 in ethylene, a solution of activated B F, in methyl chloride. Volatile solvents or thinners, z. B. propane, ethane, ethylene, methyl chloride, carbon dioxide (liquid or solid) etc., can also serve as internal or external coolants. the resulting heat of polymerization derive.

Nachdem die Mischpolymerisation zu Ende geführt ist, wird übriggebliebener Katalysator durch Wasser oder Alkohol, z. B. Isopropylalkohol, zerstört und überschüssiger Katalysator dadurch entfernt, daß das Produkt mit. Wasser, besonders auch mit wäßriger Natronlauge, gewaschen wird. Die Konsistenz des entstandenen festen Mischpolymerisats kann von der einer viskosen Flüssigkeit oder einer verhältnismäßig steifen plastischen Masse bis zu der eines harten oder zähen thermoplastischen harzartigen Festkörpers reichen. Sie hängt hauptsächlich von der Polymerisationsteriaperatur und dem Anteil der zyklischen Komponente im Ausgangsgut ab, zum Teil aber auch von der Ausbeute an Polymerisat, welche aus dem aktiven Ausgangsgut erhalten wird; sowie der Art und Konzentration des Katalysators. Die Verhältnisse, in welchen die Reaktionsteilnehmer, z. B. Styröl und Isobutylen, mischpolymerisiert werden; lassen sich aus einer C-H-Analyse interpolieren, beispielsweise in folgenden Grenzen Kohlenstoff Wasserstoff Reines Styrol ........... 92,3 7,7 Reines Isobutylen ....... 85,7 4,3 Im allgemeinen liegt das durchschnittliche Molekulargewicht (nach Staudinger) des Produktes über etwa 8oo, z. B. bis zu 3000, 5000, 25000, iooooo und noch weit darüber. Wenn man die Polymerisation bei tieferen Temperaturen, z. B. - 75 bis - z03°, durchführt, erzielt man höhere Molekulargewichte, höhere Werte der Strukturviskosität (größer als o,6) und eine größere Zähigkeit des Polymerisats bei Raumtemperatur. Andererseits haben die bei nicht so tiefen Polymerisationstemperaturen von z. B. - 40 oder - 2o° hergestellten Mischpolymerisate ein niedrigeres Molekulargewicht und eine geringere Strukturviskosität, sie stellen entweder viskose Flüssigkeiten, weiche haftfeste plastische Stoffe oder Produkte von hartem., sprödem Gefüge dar.After the copolymerization is completed, the remaining catalyst is replaced by water or alcohol, e.g. B. isopropyl alcohol, destroyed and excess catalyst removed by the fact that the product with. Water, especially with aqueous sodium hydroxide solution, is washed. The consistency of the resulting solid copolymer can range from that of a viscous liquid or a relatively stiff plastic mass to that of a hard or tough thermoplastic resin-like solid. It depends mainly on the polymerization temperature and the proportion of the cyclic component in the starting material, but also partly on the yield of polymer obtained from the active starting material; as well as the type and concentration of the catalyst. The proportions in which the reactants, e.g. B. styrene oil and isobutylene, are copolymerized; can be interpolated from a CH analysis, for example within the following limits Carbon hydrogen Pure styrene ........... 92.3 7.7 Pure isobutylene ....... 85.7 4.3 In general, the Staudinger average molecular weight of the product is above about 800, e.g. B. up to 3000, 5000, 25000, iooooo and much more. If the polymerization is carried out at lower temperatures, e.g. B. -75 to -z03 °, results in higher molecular weights, higher values of the intrinsic viscosity (greater than 0.6) and greater toughness of the polymer at room temperature. On the other hand, at not so low polymerization temperatures of z. B. - 40 or - 2o ° produced copolymers have a lower molecular weight and a lower structural viscosity, they are either viscous liquids, soft adhesive plastic materials or products with a hard, brittle structure.

Nach dem oben angegebenen Polymerisationsverfahren wurden Styrol-Isobutylen-Mischpolymerisate mit Erfolg hergestellt, welche z. B. etwa 5o bis 6o Gewichtsprozent gebundenes Styrol enthalten und eine hohe Zugfestigkeit von z. B. 7o bis 14o kg/cmP und sogar mehr mit einer zähen thermoplastischen Beschaffenheit vereinen, wodurch sich diese Produkte in dünne, sich selbst tragende Filme oder andere Profile auswalzen, verpressen oder anderweitig formen lassen. Man brachte.dabei absatzweise die Reaktionsteilnehmer mit Verdünnungsmittel und genügend Katalysator in ein Reaktionsgefäß ein und ließ die Reaktion bis zu ioo°/oiger Umwandlung fortschreiten, d. h. bis zur vollständigen Reaktion der polymerisierbaren Ausgangsstoffe. Als man indessen versuchte, dieses Verfahren stetig durchzuführen, ließen die Ergebnisse zu wünschen übrig. Ein Grund hierfür ist der, daß das entstehende Mischpolymerisatvon beispielsweise 6o Gewichtsprozent gebundenem Styrol, wenn man genügend Katalysator verwendet, um eine ioo°/°ige Umwandlung zu erzielen, eine sehr niedrige Strukturviskosität von etwa 0,25 bis 0,3o hat, selbst wenn die Polymerisation bei einer verhältnismäßig tiefen Temperatur von beispielsweise - go° durchgeführt wird. Wenn andererseits ein derartiges stetiges Polymerisationsverfahren mit weniger Katalysator und in kürzerer Zeit durchgeführt wird, um die Reaktion zu beenden, bevor die Umwandlung vollständig ist, hat das entstandene Mischpolymerisat bei gleichem Prozentgehalt Styrol im Ausgangsgut und gleicher Temperatur eine wesentlich höhere Strukturviskosität, z. B. etwa 0,5 bei 8o °/° Umwandlung, etwa 0,75 bei 50 °/o Umwandlung oder etwa 0,95 bei ]o 0/° Umwandlung. Aber alle Verfahren mit einer derartigen Teilumwandlung haben die schwerwiegenden Nachteile der Abscheidung, Reinigung und Rücklaufführung von nicht polymerisiertem Ausgangsmaterial. Außerdem bestehen noch eine ganze Anzahl anderer, kleinerer Nachteile, z. B. geringere Wärmeübergangszahlen im Reaktionsgefäß.According to the polymerization process given above, styrene-isobutylene copolymers were successfully prepared which, for. B. contain about 5o to 6o weight percent bound styrene and a high tensile strength of z. B. combine 70 to 14o kg / cmP and even more with a tough thermoplastic texture, whereby these products can be rolled out, pressed or otherwise shaped into thin, self-supporting films or other profiles. One brought the reactants with diluent and sufficient catalyst batchwise into a reaction vessel and allowed the reaction to proceed up to 100% conversion, ie until the polymerizable starting materials had completely reacted. However, when attempts were made to carry out this procedure consistently, the results left much to be desired. One reason for this is that the resulting interpolymer of, for example, 60 percent by weight bound styrene, if enough catalyst is used to achieve 100 percent conversion, has a very low intrinsic viscosity of about 0.25 to 0.3 percent, even if the polymerization is carried out at a relatively low temperature of, for example, -go °. If, on the other hand, such a continuous polymerization process is carried out with less catalyst and in a shorter time in order to end the reaction before the conversion is complete, the resulting copolymer has a significantly higher intrinsic viscosity with the same percentage of styrene in the starting material and the same temperature, e.g. B. about 0.5 at 80 ° / ° conversion, about 0.75 at 50 % conversion, or about 0.95 at] o 0 / ° conversion. But all processes with such a partial conversion have the serious disadvantages of the separation, purification and recycling of unpolymerized starting material. There are also a number of other, minor disadvantages, e.g. B. lower heat transfer coefficients in the reaction vessel.

Im Vergleich hierzu hatte ein Mischpolymerisat, welches absatzweise durch Polymerisation eines Styrol-Isobutylen-Ausgangsgutes mit 6o Gewichtsprozent Styrol hergestellt wurde, bei der gleichen Temperatur von - go° und dem gleichen Verdünnungsverhältnis von Methylchlorid (etwa 5 Raumteile) eine Strukturviskosität von etwa 1,25 bei 30"/, Umwandlung, etwa i,i5 bei 5o °/° Umwandlung,. etwa i bei 8o °/° Umwandlung und etwa o,95 bei ioo °/° Umwandlung. Indessen ist ein derartig absatzweiser Betrieb von einer Reihe von Nachteilen begleitet. Ein Nachteil besteht darin, daß, vom Standpunkt der Qualität des Produktes aus betrachtet,- das Mischpolymerisat eine unmäßig breite Streuung sowohl des Molekulargewichtes der einzelnen Moleküle als auch ihrer chemischen Zusammensetzung, d. h. des Verhältnisses von gebundenem Styrol zu Isobutylen, hat. Ein weiterer Nachteil bei der technischen Herstellung ist der, daß es bei absatzweisem Betrieb infolge der notwendigen häufigen Beschickung und Entleerung der Reaktionsgefäße außerordentlich schwierig ist, hohe Verluste an Methylchlorid oder anderen flüchtigen Lösungsmitteln durch Auslaufen usw. zu vermeiden. Andere Nachteile des absatzweisen Betriebs sind z. B. folgende: Übermäßige Schwankung der Kühlbelastungen und hohe Unterhaltungskosten der Anlage, ferner sind ein verhältnismäßig hoher Arbeitsaufwand, lange Betriebszeiten, große Reaktionsräume für jeden einzelnen Ansatz erforderlich, ferner verhältnismäßig schwach wirkende Katalysatoren, dann ist im Reaktionsgefäß eine Inertgaszone für den Zusatz des Katalysatorlösungsmittels notwendig, ferner muß die Flüssigkeit im Reaktionsgefäß während des Reaktionszyklus unter Druck gehalten werden usw.In comparison, had a copolymer, which batchwise by polymerizing a styrene-isobutylene starting material with 60 percent by weight Styrene was made at the same temperature of - go ° and the same Dilution ratio of methyl chloride (about 5 parts by volume) has an intrinsic viscosity of about 1.25 at 30 "/, conversion, about i, i5 at 50 ° / ° conversion,. about i at 80 ° / ° conversion and about o.95 at 100 ° / ° conversion. However, one is such paragraphwise Operation accompanied by a number of disadvantages. A The disadvantage is that, from the point of view of the quality of the product, - the copolymer has an unreasonably wide spread both in terms of molecular weight the individual molecules as well as their chemical composition, d. H. of the relationship from bound styrene to isobutylene. Another disadvantage with the technical Manufacturing is the fact that it is frequent in intermittent operation as a result of the necessary Loading and emptying the reaction vessels is extremely difficult, high Loss of methyl chloride or other volatile solvents through leakage etc. to avoid. Other disadvantages of batch operation are e.g. B. the following: Excessive fluctuation in cooling loads and high maintenance costs of the system, furthermore, a relatively high amount of work, long operating times, are great Reaction spaces required for each individual approach, and also relatively weak active catalysts, then there is an inert gas zone in the reaction vessel for the addition of the catalyst solvent is necessary, and the liquid in the reaction vessel kept under pressure during the reaction cycle, etc.

Es wurde nun gefunden, daß sich die meisten Vorteile sowohl des absatzweisen als auch des stetigen Betriebs erzielen und gleichzeitig die Nachteile beider Verfahren weitgehend vermeiden lassen, indem man ein stetiges Polymerisationsverfahren durchführt, bei welchem man Reaktionsteilnehmer des Ausgangsgutes, Verdünnungsmittel und Katalysator in einem ersten Reaktionsgefäß stetig miteinander vermischt, bis eine Teilumwandlung von etwa 3o bis 7o, vorzugsweise etwa 4o bis 6o Gewichtsprozent erzielt ist, worauf man das Reaktionsgemisch, welches das Polymerisat sowie nicht umgesetzte Rohstoffe enthält, stetig entweder durch Überströmen, durch Pumpen oder durch andere geeignete Mittel in ein oder in mehrere weitere Reaktionsgefäße fördert. Bei zweistufiger Arbeitsweise wird in der zweiten Stufe natürlich die Umwandlung bis auf etwa 97 bis ioo °/o getrieben, während man bei einem dreistufigen Verfahren in der zweiten Stufe etwa 6o bis 9o, vorzugsweise etwa 65 bis 850/, umwandelt, worauf in der dritten Stufe die Umwandlung so hoch wie möglich sein soll, z. B. 97 bis ioo °/o. Nach Wunsch kann man noch eine vierte Stufe einschalten, wobei man in der dritten Stufe etwa 8o bis 95, vorzugsweise etwa 85 bis 9o °/o umwandelt und die Reaktion in der vierten Stufe so vollständig zu Ende führt, wie es nur möglich ist.It has now been found that most of the advantages of both the paragraph-wise as well as the steady operation and at the same time the disadvantages of both methods can be largely avoided by carrying out a continuous polymerization process, in which one reactants of the starting material, diluent and catalyst continuously mixed with one another in a first reaction vessel until partial conversion from about 3o to 7o, preferably about 4o to 6o percent by weight is achieved, whereupon one the reaction mixture, which the polymer and unconverted raw materials contains, continuously either by overflow, by pumping or by other suitable Funds funds in one or more additional reaction vessels. With two-stage The working method in the second stage is of course the conversion down to about 97 driven up to 100 per cent, while in a three-stage process the second Stage about 6o to 9o, preferably about 65 to 850 /, converts, followed in the third Level the conversion should be as high as possible, e.g. B. 97 to 100 per cent. As desired you can turn on a fourth level, with the third level about 8o to 95, preferably about 85 to 9o% converts and the reaction in the fourth Stage as completely as possible.

Wenn man derart ein mehrstufiges stetiges Verfahren anwendet, um praktisch Zoo °/o umzuwandeln, ist das entstehende Endprodukt im wesentlichen ein Gemisch aus einer Mehrzahl verschiedener, verhältnismäßig homogener, in den einzelnen Stufen hergestellter Mischpolymerisate. Das Produkt ist dadurch nicht so homogen wie ein solches, welches in einem einstufigen Verfahren stetig hergestellt ist, aber es hat ein so hohes Molekulargewicht oder eine so hohe Strukturviskosität wie jedes Produkt, welches bei einem Umwandlungsgrad von etwa 5o bis 6o0/, in einem einstufigen stetigen Verfahren gewonnen wird. Das Produkt ist verhältnismäßig viel mehr homogen, sowohl hinsichtlich der Streuung des Molekulargewichtes als auch der chemischen Zusammensetzung, als ein Produkt, welches bei ioo°%iger Umwandlung in absatzweisem Betrieb hergestellt wurde.If one uses a multi-step steady process like this, it becomes practical To convert zoo%, the resulting end product is essentially a mixture from a number of different, relatively more homogeneous, in the individual stages produced copolymers. As a result, the product is not as homogeneous as a something that is continuously produced in a one-step process, but it has as high a molecular weight or intrinsic viscosity as any Product, which with a degree of conversion of about 5o to 6o0 /, in a one-step steady process is gained. The product is relatively much more homogeneous, both in terms of the spread of the molecular weight and the chemical Composition, as a product which at 100% conversion in batchwise Operation was established.

In der nachfolgenden Tabelle I sind einige Beispiele für zweckmäßig einzuhaltende Umwandlungsgrade in den einzelnen Stufen bei zwei-, drei- und vierstufiger stetiger Verfahrensführung der Polymerisation gemäß der Erfindung vorgesehen: Tabelle I °% Umwandlung Stufe 3 ! 4 a 5o bis 65 97 bis ioo b 6o 97 - 100 c 50 97 - 100 d 3o bis 7o 6o - 90 97 bis ioo e 40 - 8o 65 - 85 97 - 100 f 50 - 55 7o - 8o 98 - ioo g 50 80 97 - 100 h 6o 9o 97 - 100 i 2o bis 6o 80 9o 97 bis ioo j 40 70 90 97 - 100 k 30 6o go 97 - 100 Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung eines bestimmten Reaktionsgefäßes in den verschiedenen Stufen des Verfahrens beschränkt, die Bauart dieser Reaktionsgefäße kann vielmehr beträchtlich hinsichtlich Größe, Form, Kühlvorrichtung, Art und Ausmaß des Rührens, Zuführung von Reaktionsteilnehmer, Verdünnungsmittel und Katalysator und Ableitung des Polymerisationsgemisches aus dem Reaktionsgefäß abgeändert werden. Indessen sind in der Zeichnung zur Erläuterung der Erfindung mehrere abwechselnd verwendbare mehrstufige Anlagen schaubildartig dargestellt. In diesen bedeutet Fig. i eine zweistufige, Fig. 2 eine dreistufige und Fig. 3 eine vierstufige Anlage.In the following table I some examples are provided for the degrees of conversion expediently to be observed in the individual stages in two-, three- and four-stage continuous process management of the polymerization according to the invention: Table I. % Conversion step 3! 4th a 5o to 65 97 to ioo b 6o 97 - 100 c 50 97--100 d 3o to 7o 6o - 90 97 to ioo e 40 - 8o 65 - 85 97 - 100 f 50 - 55 7o - 8o 98 - ioo g 50 80 97 - 100 h 6o 9o 97 - 100 i 2o to 6o 80 9o 97 to ioo j 40 70 90 97 - 100 k 30 6o go 97 - 100 The invention is not limited to the use of a specific reaction vessel in the various stages of the process, the design of these reaction vessels can rather be considerable in terms of size, shape, cooling device, type and extent of stirring, supply of reactants, diluent and catalyst and discharge of the polymerization mixture the reaction vessel can be modified. In the meantime, several multistage systems that can be used alternately are shown diagrammatically in the drawing to explain the invention. In these, FIG. 1 means a two-stage, FIG. 2 a three-stage and FIG. 3 a four-stage system.

In jeder Figur bezeichnen gleiche Bezugszahlen gleiche Teile.In each figure, like reference numerals designate like parts.

In den Figuren sind mit 1, 2, 3 und 4 Reaktionsgefäße der ersten, zweiten, dritten bzw. vierten Stufe bezeichnet. Jedes Reaktionsgefäß ist mit einem Rührer 5 ausgerüstet, vorzugsweise einem solchen für hohe Rührgeschwindigkeiten, der in der Lage ist, den flüssigen Inhalt des Reaktionsgefäßes schnell zu durchmischen. Jedes Reaktionsgefäß ist außerdem mit geeigneten Kühleinrichtungen ausgestattet, die in der Zeichnung durch den äußeren Kühlmantel 6 dargestellt sind, in welchen ein geeignetes Kühlmittel durch Einlaß 7 zugeführt und durch Auslaß 8 abgezogen wird. Jedes Reaktionsgefäß ist außerdem mit einem Einlaß 9 zur Zuführung sämtlicher flüssiger Reaktionsteilnehmer außer dem Katalysator ausgerüstet. Letztgenannter wird durch Rohrleitung io zugeführt. Das flüssige Reaktionsgut wird normalerweise aus jedem Reaktionsgefäß durch einen Überströmablaß ii entfernt, obgleich auch unten ein Entleerungsstutzen 12 zur Entleerung des Gefäßinhalts vorgesehen ist, wenn das Verfahren entweder für eine gelegentliche Reinigung, Reparatur oder aus anderen Gründen unterbrochen wird.In the figures, 1, 2, 3 and 4 reaction vessels of the first, second, third and fourth stage respectively. Each reaction vessel comes with one Stirrer 5 equipped, preferably one for high stirring speeds, which is able to quickly mix the liquid contents of the reaction vessel. Each reaction vessel is also equipped with suitable cooling devices, which are represented in the drawing by the outer cooling jacket 6, in which a suitable coolant is supplied through inlet 7 and withdrawn through outlet 8 will. Each reaction vessel is also provided with an inlet 9 for feeding all of them liquid reactant equipped except for the catalyst. The latter is fed through pipeline io. The liquid reaction mixture is normally removed from each reaction vessel through overflow vent ii, although also below a drainage port 12 intended for emptying the contents of the vessel is when the procedure is either for an occasional cleaning, or repair interrupted for other reasons.

Ferner kann eine Öffnung 13 entweder als Sicherheitsventil oder zur Entfernung und Rücklaufführung von Gasen oder Dämpfen vorgesehen sein, was bei Verwendung eines Innenkühlmittels notwendig ist. Die Rohrleitungen 14 verbinden den Auslaß ii, jedes Reaktionsgefäßes mit dem Einlaß g des nächstfolgenden Reaktionsgefäßes.Furthermore, an opening 13 can either be used as a safety valve or for Removal and recirculation of gases or vapors may be provided, what if in use an internal coolant is necessary. The pipes 14 connect the outlet ii, each reaction vessel with the inlet g of the next following reaction vessel.

Obgleich sich das mehrstufige stetige Verfahren gemäß der Erfindung in einem gewissen Maße auf die verhältnismäßig niedrigmolekularen Mischpolymerisate vorteilhaft anwenden läßt, die z. B. eine Strukturviskosität von o,i bis 0,5 haben, welche bei Temperaturen von etwa - 12 bis zu etwa - 46° oder noch etwas tiefer gewonnen werden,. bietet das Verfahren gemäß der Erfindung dann den größten Vorteil, wenn es auf die Mischpolymerisation bei tieferen Temperaturen von etwa - 73 bis = g6° angewendet wird,. insbesondere zur Herstellung von Mischpolymerisaten, deren Strukturviskosität zumindest 0,5, vorzugsweise o,7 bis 1,5, beträgt, und deren Gehalt an gebundenem Styrol oder entsprechenden zyklischen Verbindungen etwa 5o bis 65 Gewichtsprozent beträgt.Although the multistage continuous process according to the invention can be applied to a certain extent to the relatively low molecular weight copolymers which are z. B. have an intrinsic viscosity of 0.1 to 0.5 , which can be obtained at temperatures of about -12 to about -46 ° or a little lower. the method according to the invention offers the greatest advantage when it is applied to the copolymerization at lower temperatures of about -73 to = g6 °. in particular for the production of copolymers whose intrinsic viscosity is at least 0.5, preferably 0.7 to 1.5 , and whose content of bound styrene or corresponding cyclic compounds is about 50 to 65 percent by weight.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung dienen die nachfolgenden Beispiele. Beispiele i bis 3 Im Laboratorium wurde eine Anlage zur dreistufigen stetigen Polymerisation aufgebaut, wobei man drei Reaktionsgefäße von einem Fassungsvermögen von 51 benutzte. Jedes Reaktionsgefäß hatte einen äußeren Kühlmantel. in welchem flüssiges Äthylen als Kühlmittel verwendet wurde, außerdem war es mit einem Rührer ausgerüstet.The following are used to further illustrate the invention Examples. Examples i to 3 In the laboratory, a plant for three-stage continuous polymerization built up, with three reaction vessels of one capacity of 51 used. Each reaction vessel had an external cooling jacket. in which liquid ethylene was used as a coolant, moreover it was equipped with a stirrer equipped.

Die drei Reaktionsgefäße waren hintereinandergeschaltet und durch Überlaufrinnen miteinander verbunden.The three reaction vessels were connected in series and through Overflow channels connected to each other.

In dieser Apparatur wurden drei verschiedene Versuche stetig durchgeführt. Bei jedem Versuch verwendete man als Ausgangsgut ein Gemisch aus 5o Gewichtsprozent Styrol und 50 Gewichtsprozent Isobutylen und Methylchlorid als Verdünnungsmittel. Als Katalysator diente eine Lösung von A1C13 in Methylchlorid, deren Konzentration etwa o,i g je ioo ccm betrug.Three different experiments were carried out continuously in this apparatus. A mixture of 50 percent by weight styrene and 50 percent by weight isobutylene and methyl chloride as a diluent was used as the starting material in each experiment. A solution of A1C13 in methyl chloride, the concentration of which was about oig per 100 ccm, was used as the catalyst.

In den Beispielen r und 2 wurde ein Ausgangsgut verwendet, welches 25 Gewichtsprozent Polymerisierbares und 75 °/o Methylchlorid als Verdünnungsmittel enthält, im Beispiel 3 ein stärker verdünntes Ausgangsgut, dessen Anteil an Polymerisierbarem nur 15 Gewichtsprozent betrug. Die Reaktionstemperatur lag bei- allen drei Versuchen im Bereich von etwa - 75 bis - ioo°, und zwar bei den beiden ersten Versuchen bei - 75 bis - go° und bei Versuch 3 bei - go bis - ioo°. Dies führte bei Versuch 3 zu etwas höherer Strukturviskosität des Reaktionsproduktes.In Examples r and 2, a starting material was used which 25 percent by weight polymerizable and 75% methyl chloride as diluent contains, in example 3, a more dilute starting material, the proportion of which is polymerizable was only 15 percent by weight. The reaction temperature was in all three experiments in the range from about -75 to -100 °, in the first two attempts at - 75 to - go ° and in attempt 3 at - go to - ioo °. This resulted in experiment 3 to a somewhat higher intrinsic viscosity of the reaction product.

In allen drei Beispielen waren die Zuführungsgeschwindigkeiten für Ausgangsgut und Katalysator verhältnismäßig hoch (etwa 5oo bzw. 35 ccm je Minute), bis das Gleichgewicht erreicht war. Dann wurden die Zuführungsgeschwindigkeiten auf die Werte verringert, die in der nachfolgenden Tabelle II angegeben sind. Diese enthält außerdem die prozentuale Umwandlung, den Prozentgehalt des Mischpolymerisats an gebundenem Styrol und die Strukturviskosität des Mischpolymerisats, welche innerhalb jeder Stufe von Versuch i bis zu Versuch 3 anstieg.In all three examples the feed rates were for The starting material and the catalyst are relatively high (about 500 or 35 ccm per minute), until equilibrium was reached. Then the feed rates reduced to the values given in Table II below. These also contains the percentage conversion, the percentage of the copolymer of bound styrene and the intrinsic viscosity of the copolymer, which is within increased at each level from experiment i to experiment 3.

Die Verweilzeit des flüssigen Polymerisationsgemisches betrug in jedem Reaktionsgefäß etwa 15 bis 25 Minuten. Tabelle II Zuführungs- Katalisator- 6% Stufe geschwindig- geschwindig- Um- ` °/o Struktur- Nr. keit keit ' wand- Styrol viskosität ccm/Min. ccm/Min. lung Beispiel i 25 Gewichtsprozent Zuführungsgut 1 200 20 50 4r,5 i,o 2 220 70 80 50,0 0,93 3 290 ioo ioo 5,3 o,83 Beispiel 2 25 Gewichtsprozent Zuführungsgut 1 200 _ 14 - 50 45,0 i,i9_ 2 214 30 70 47,o i,o8 3 244 75 100 55,0 0,84 Beispiel 3 15 Gewichtsprozent Zuführungsgut 1 200 23 57 38,o 445 2 223 40 79 47,0 I,2_ 3 263 8o ioo 49,0 i,OB Aus Beispiel i ist zu erkennen, daß die prozentuale Umwandlung (nachdem jeweils in dem betreffenden Reaktionsgefäß das Gleichgewicht erreicht war) im ersten Reaktionsgefäß 50 °/o, im zweiten 8o °/o und im dritten ioo °/o betrug. Der Prozentgehalt gebundenes Styrol betrug im ersten Reaktionsgefäß 41,5, im zweiten 5o und im dritten 51,5. Dabei waren die entsprechenden Werte für die Strukturviskosität in den drei Reaktionsgefäßen i, 0,93 und 0,38. Dies läßt erkennen, daß bei diesem dreistufigen stetigen Verfahren, bei welchem die Polymerisation bis zu einer Endumwandlung von ioo °/o geführt wurde, das entstandene Mischpolymerisat einen durchschnittlichen Styrolgehalt von 51,5 % und eine durchschnittliche Strukturviskosität -von o,83 hat. Die hauptsächliche veränderliche Betriebsbedingung bei Erzielung dieser verschiedenen Umwandlungsgrade in den drei Reaktionsgefäßen ist die Katalysatorgeschwindigkeit, welche in dem ersten Reaktionsgefäß 2o, im zweiten 7o und im dritten ioo ccm je Minute betrug.The residence time of the liquid polymerization mixture in each reaction vessel was about 15 to 25 minutes. Table II Feed catalizer- 6% Step speed- speed- around- `` ° / o structure- No. speed 'wall-styrene viscosity ccm / min. ccm / min. lun g Example i 25 weight percent feed material 1 200 20 50 4r, 5 i, o 2 220 70 80 50.0 0 93 3 290 ioo ioo 5.3 o.83 Example 2 25 weight percent feed material 1 200 _ 14 - 50 45.0 i, i9_ 2 214 30 70 47, oi, o8 3,244 75 100 55.0 0.84 Example 3 15 weight percent feed 1 200 23 57 38, o 445 2 223 40 79 47.0 I, 2_ 3 263 49.0 8o ioo i, OB It can be seen from Example i that the percentage conversion (after equilibrium was reached in each case in the reaction vessel in question) was 50% in the first reaction vessel, 80% in the second and 100% in the third. The percentage of bound styrene in the first reaction vessel was 41.5, in the second 50 and in the third 51.5. The corresponding values for the intrinsic viscosity in the three reaction vessels were i, 0.93 and 0.38. This shows that in this three-step continuous process, in which the polymerization was carried out to a final conversion of 100%, the resulting copolymer has an average styrene content of 51.5% and an average intrinsic viscosity of 0.83. The main variable operating condition in achieving these various degrees of conversion in the three reaction vessels is the catalyst rate, which in the first reaction vessel was 20, the second 70 and the third 100 cc per minute.

Die Gesamtergebnisse vom Beispiel e waren etwa mit denen vergleichbar, welche gemäß Beispiel i erhalten wurden, jedoch liegt hier der Prozentgehalt gebundenes Styrol im Mischpolymerisat etwas höher.The overall results from example e were roughly comparable with those which were obtained according to Example i, but the percentage bound is here Styrene slightly higher in the copolymer.

Im Beispiel3 wurde, wie vorher angegeben, eine Temperatur angewendet, die etwa io° unter der in den Beispielen i und 2 gewählten lag. Die Strukturviskosität für die in der ersten, zweiten und dritten Stufe erhaltenen Fraktionen lag jeweils etwas höher, eine direkte Folge der niedrigeren Polymerisationstemperatur. Es wurden fünf weitere Versuche durchgeführt, um die Erfindung zu erläutern. Bei den Beispielen 4 bis 7 betrug die Reaktionstemperatur etwa -83° oder etwas darunter. In allen Beispielen 4 bis 8 wurden Styrol und Isobutylen als polymerisierbare Reaktionsteilnehmer und Methylchlorid als Verdünnungsmittel genommen. Als Katalysator diente eine Lösung von Aluminiumchlorid in Methylchlorid in einer Konzentration von etwa o,o7 bis o,2o g je Zoo ccm. Die Zuführungsgeschwindigkeit betrug in Beispiel 4 bis 7 je Minute 2o bis Zoo ccm. Beispiel 4 Es wurde zweistufig durchgeführt. Das Ausgangsgut der ersten Stufe enthielt 15 GewichtsprozentPolymerisierbares, dessen Styrolgehalt 5o Gewichtsprozent betrug. Es wurden 57 °/o umgewandelt. Das Reaktionsprodukt hatte einen durchschnittlichen Styrolgehalt von etwa 4o Gewichtsprozent und eine Strukturviskosität von 1,18. In der zweiten Stufe wurde die Polymerisation vollständig zu Ende geführt (Umwandlung: 98 °/o). Das Produkt hatte einen durchschnittlichen Styrolgehalt von 57,5 Gewichtsprozent und eine Strukturviskosität von 0,335. Das Gesamtgemisch der in der ersten und in der zweiten Stufe erzeugten Produkte hatte einen durchschnittlichen Gehalt an gebundenem Styrol von etwa 47,5 Gewichtsprozent und eine Strukturviskosität von o,82. Dieser Versuch zeigt, daß die Vorteile der erfindungsmäßigen Arbeitsweise selbst noch bei zweistufiger stetiger Verfahrensführung ziemlich gut erzielt werden können. Das Erzeugnis bestand im wesentlichen aus einem Gemisch von zwei verschiedenen Produkten der angegebenen Mengenanteile, Eigenschaften und der angegebenen Zusammensetzung. Beispiel 5 Es entsprach dem Beispie14 mit dem Unterschied, daß hier ein 25gewichtsprozentiges Ausgangsgut (an Stelle von 15)/,) verwendet und das Verfahren dreistufig betrieben wurde. In der ersten Stufe war die Umwandlung 46"/" das Produkt hatte einen durchschnittlichen Styrolgehalt von 35,50/, und eine Strukturviskosität von 1,40. In der zweiten Stufe betrug die Gesamtumwandlung 75,30/". Das in dieser zweiten Stufe hergestellte Produkt hatte einen durchschnittlichen Styrolgehalt von 45 °/o und eine Strukturviskosität von 1,29. In der dritten Stufe, in der die Umwandlung praktisch vollständig war, betrug der durchschnittliche Styrolgehalt 67,5 °/o und die Strukturviskosität o,42. Das Gesamtgemisch der in allen drei Stufen hergestellten Produkte hatte einen Durchschnittsgehalt von 47,2 % Styrol und eine Strukturviskosität von etwa 1,12.In Example 3, as previously indicated, a temperature was used which was about 10 ° below that selected in Examples 1 and 2. The intrinsic viscosity for the fractions obtained in the first, second and third stage was in each case somewhat higher, a direct result of the lower polymerization temperature. Five more experiments were carried out to illustrate the invention. In Examples 4 to 7, the reaction temperature was about -83 ° or slightly below. In all of Examples 4 through 8, styrene and isobutylene were used as the polymerizable reactants and methyl chloride was used as the diluent. A solution of aluminum chloride in methyl chloride in a concentration of about 0.07 to 0.2o g per zoo ccm served as the catalyst. The feed rate in example 4 to 7 was 20 to zoo ccm per minute. Example 4 It was carried out in two stages. The starting material from the first stage contained 15 percent by weight of polymerizable material, the styrene content of which was 50 percent by weight. 57 ° / o was converted. The reaction product had an average styrene content of about 40 percent by weight and an intrinsic viscosity of 1.18. In the second stage, the polymerization was brought to completion (conversion: 98%). The product had an average styrene content of 57.5 percent by weight and an intrinsic viscosity of 0.335. The total mixture of the products produced in the first and in the second stage had an average bound styrene content of about 47.5 percent by weight and an intrinsic viscosity of 0.82. This experiment shows that the advantages of the procedure according to the invention can be achieved fairly well even with a two-stage continuous process. The product essentially consisted of a mixture of two different products with the specified proportions, properties and the specified composition. Example 5 It corresponded to Example 14 with the difference that here a 25 percent by weight starting material (instead of 15) /,) was used and the process was operated in three stages. In the first stage the conversion was 46 "/", the product had an average styrene content of 35.50 /, and an intrinsic viscosity of 1.40. In the second stage the total conversion was 75.30 / ". The product produced in this second stage had an average styrene content of 45% and an intrinsic viscosity of 1.29. In the third stage, in which the conversion was practically complete, the average styrene content was 67.5% and the intrinsic viscosity was 0.42. The total mixture of the products produced in all three stages had an average styrene content of 47.2% and an intrinsic viscosity of about 1.12.

Diese Ergebnisse zeigen, daß die dreistufige Arbeitsweise gemäß Beispiel s bessere Ergebnisse lieferte (Strukturviskosität 1,12 gegenüber o,82) als die zweistufige Anlage gemäß Beispiel 4. Beispiel 6 Dieses Beispiel entsprach den Beispielen 4 und 5, jedoch wurde hier ein Ausgangsgut verwendet, welches aus 35 Gewichtsprozent polymerisierbarem Kohlenwasserstoffgut und 65 Gewichtsprozent Methylchlorid als Verdünnungsmittel bestand. In der ersten Stufe betrug die Umwandlung 43,5 °/o. Das Produkt hatte einen Gehalt von 39,5 % gebundenem Styrol und eine Strukturviskosität von 1,14. In der zweiten Stufe betrug die Umwandlung zusätzlich 57 ß/, der anwesenden, noch nicht umgesetzten Reaktionsteilnehmer, so daß die Gesamtumwandlung auf 75,7 0/u anstieg. Das Produkt der zweiten Stufe hatte einen Gehalt von 53 °/o gebundenem Styrol und eine Strukturviskosität von 1,23. In der dritten Stufe schritt die Umwandlung bis zu 98 % fort, war also im wesentlichen vollständig. Das in dieser Stufe hergestellte Produkt hatte einen Gehalt von 710/, gebundenem Styrol und eine Strukturviskosität von 0,35. These results show that the three-stage procedure according to Example s gave better results (intrinsic viscosity 1.12 compared to 0.82) than the two-stage system according to Example 4. Example 6 This example corresponded to Examples 4 and 5, but here a starting material was used, which consisted of 35 weight percent polymerizable hydrocarbon material and 65 weight percent methyl chloride as a diluent. In the first stage the conversion was 43.5 ° / o. The product had a bound styrene content of 39.5% and an intrinsic viscosity of 1.14. In the second stage, the conversion was an additional 57 ß / u of the present, not yet converted reactants, so that the total conversion rose to 75.7 0 / u. The product of the second stage had a bound styrene content of 53% and an intrinsic viscosity of 1.23. In the third stage, the conversion progressed up to 98%, that is, it was essentially complete. The product produced in this stage had a bound styrene content of 710% and an intrinsic viscosity of 0.35.

Das Gesamtgemisch der in den drei Stufen hergestellten Produkte hatte einen Gehalt an gebundenem Styrol von 510/, und eine Strukturviskosität von o,97.The total mixture of the products made in the three stages had a bound styrene content of 510 /, and an intrinsic viscosity of o.97.

Ein Vergleich der Beispiele 4, 5 und 6, welche sämtlich unter Verwendung eines Ausgangsgutes durchgeführt wurden, dessen Polymerisierbares 5o Gewichtsprozent Styrol und 5o Gewichtsprozent Isobutylen enthielt und zu 15, 25 und 35 °% im Ausgangsgut enthalten war, zeigt, daß Beispiel s, bei welchem 25 Gewichtsprozent Kohlenwasserstoffgut im Ausgangsgut verwendet wurden, ein Gesamtprodukt von der höchsten Strukturviskosität (I,12) ergab. Obgleich also der gesamte Bereich von 15 bis 35 Gewichtsprozent Polymerisierbarem im Ausgangsgut sehr gute Ergebnisse liefert, liegt der bevorzugte Bereich bei etwa 2o bis 3o Gewichtsprozent Polymerisierbarem im Ausgangsgut oder bei ungefähr 2 bis 4 Gewichtsteilen Methylchlorid als Verdünnungsmittel je Gewichtsteil Styrol-Isobutylen. Beispiel 7 Dieser Versuch entsprach dem Beispie14 insofern, als das Ausgangsgut 15 Gewichtsprozent polymerisierbares Kohlenwasserstoffgut enthielt, hier aber bestand dieser polymerisierbare Anteil aus 6o °/o Styrol und 40 °/o Isobutylen, das Verfahren wurde in drei än Stelle von zwei Stufen durchgeführt.A comparison of Examples 4, 5 and 6, all using of a starting material were carried out, whose polymerizable 5o weight percent Styrene and 50 percent by weight isobutylene and contained 15, 25 and 35% in the starting material was included shows that Example s in which 25 weight percent hydrocarbon was good were used in the starting material, an overall product of the highest intrinsic viscosity (I, 12). So although the entire range from 15 to 35 percent by weight of polymerizable delivers very good results in the starting material, the preferred range is around 2o to 3o percent by weight of polymerizable in the starting material or at about 2 to 4 parts by weight of methyl chloride as a diluent per part by weight of styrene-isobutylene. Example 7 This experiment corresponded to the example insofar as the starting material Contained 15 percent by weight polymerizable hydrocarbon material, but existed here this polymerizable fraction of 60% styrene and 40% isobutylene, the process was carried out in three instead of two stages.

In der ersten Stufe betrug die Umwandlung 66 °/o. Das Produkt hatte einen Gehalt von 56 °/o gebundenem Styrol mit einer Strukturviskosität von 1,o7. In der zweiten Stufe betrug die Umwandlung 78 °/o der anwesenden Reaktionsteilnehmer, so daß die Gesamtumwandlung hier 92,5 °/o betrug. Das in der zweiten Stufe erzeugte Produkt hatte einen Styrolgehalt von etwa 680/, bei einer Strukturviskosität von 0,70. In der dritten Stufe schritt die Reaktion bis etwa zur vollständigen Umwandlung fort (98 °/o). Das Produkt dieser Stufe wurde nicht auf seinen Styrolgehalt untersucht, hatte aber eine Strukturviskosität von o,27.In the first stage the conversion was 66%. The product had a content of 56% bound styrene with an intrinsic viscosity of 1.07. In the second stage, the conversion was 78% of the reactants present, so that the total conversion here was 92.5%. The product produced in the second stage had a styrene content of about 680 / with an intrinsic viscosity of 0.70. In the third stage the reaction proceeded to about complete conversion (98%). The product of this stage was not examined for its styrene content, but had an intrinsic viscosity of 0.27.

Das Gesamtgemisch der in diesen drei Stufen erzeugten Produkte hatte einen Gehalt an gebundenem Styrol von etwa 6o,80/, bei einer Strukturviskosität von o,g1. Wenn man diese Ergebnisse mit denen vergleicht, die man bei absatzweise erfolgender Verarbeitung eines Ausgangsgutes mit 6o0/, Styrol erzielt, wobei das Produkt bei 5o °/o Umwandlung eine Strukturviskosität von etwa I,15, bei 8o °/o Umwandlung von etwa 1 und bei ioo °/o Umwandlung von etwa 0,95 hatte, so sieht man, daß man bei stetiger Durchführung des Verfahrens in drei Stufen unter Verwendung eines Ausgangsgutes mit 6o °% Styrol ein Gesamtprodukt erhält, welches eine fast ebenso gute durchschnittliche Strukturviskosität hat, ohne daß Molekulargewicht und Styrolgehalt der Moleküle des Mischpolymerisates in dem gemischten Produkt übermäßig weit streuen. Überdies besitzt dieses dreistufige Verfahren die mannigfachen Vorteile des stetigen gegenüber dem absatzweisen Betrieb, welche oben genannt wurden.The total mixture of the products produced in these three stages had a bound styrene content of about 60.80 /, with an intrinsic viscosity of o.g1. If one compares these results with those obtained with batch processing of a starting material with 60% styrene, the product having an intrinsic viscosity of about 1.15 at 50% conversion and about 1 and at 100% conversion of about 0.95 , it can be seen that if the process is carried out continuously in three stages using a starting material with 60% styrene, an overall product is obtained which has an almost equally good average intrinsic viscosity, without that the molecular weight and styrene content of the molecules of the copolymer in the mixed product vary excessively. In addition, this three-stage process has the many advantages of continuous operation over batchwise operation, which were mentioned above.

Beispiel 8 Dieses Beispiel wurde in der gleichen Weise wie die Beispiele 4 bis 7 durchgeführt, nur wurde eine andere Apparatur benutzt. Diese stellte eine dreistufige Anlage für stetigen Betrieb dar, bei welcher das Ausgangspolymerisationsgut 6o % Styrol und 4o °% Isobutylen enthielt. Die Konzentration dieser monomeren Kohlenwasserstoffe im Ausgangsgut betrug 25 Gewichtsprozent, Rest 75 °% Methylchlorid. In allen drei Stufen betrug die Temperatur etwa -go4. Der Katalysator wurde in den drei Stufen mit einer Geschwindigkeit von 17, 17,2 und 31 Gewichtsteilen je ioo Gewichtsteile Kohlenwasserstoffgut zugeführt. In der ersten Stufe belief sich. die Umwandlung auf 440/0; das Produkt hatte einen Styrolgehalt von 48 % bei einer Strukturviskosität von 1,22. In der zweiten Stufe betrug die Umwandlung 580/, der anwesenden polymerisierbaren Bestandteile, so daß sich die Gesamtumwandlung hier auf 76,5 °% belief. Das in der zweiten Stufe hergestellte Erzeugnis hatte einen Styrolgehalt von 65,2 °/o bei einer Strukturviskosität von 0,93. In der dritten Stufe schritt die Reaktion bis zu einer im wesentlichen ioo°/oigen Umwandlung fort. Der Gehaltan gebundenem Styrol errechnete sich auf 79,4 °/o,- die Strukturviskosität betrug 0,4. Ein Gesamtgemisch dieser drei Produkte gibt eine durchschnittliche Strukturviskosität von 0,87 bei einem Styrolgehalt von 61. Dieser Wert hält sehr gut einen Vergleich mit dem Wert von o,gi für die durchschnittliche Strukturviskosität aus, die im Beispiel ? für eine ähnliche Herstellung eines Mischpolymerisates erhalten wurde, welches 6o °/a gebundenes Styrol enthält, aber von einem Ausgangsgut. ausgeht, dessen Gehalt an Polymerisierbarem 15 Gewichtsprozent beträgt gegenüber 25 °/p bei Beispiel B.Example 8 This example was carried out in the same way as Examples 4 to 7, except that a different apparatus was used. This represented a three-stage plant for continuous operation, in which the initial polymerization material contained 60 % styrene and 40% isobutylene. The concentration of these monomeric hydrocarbons in the starting material was 25 percent by weight, the remainder 75% methyl chloride. In all three stages the temperature was about -go4. The catalyst was fed in the three stages at a rate of 17, 17.2 and 31 parts by weight per 100 parts by weight of hydrocarbon material. In the first stage amounted to. the conversion to 440/0; the product had a styrene content of 48 % with an intrinsic viscosity of 1.22. In the second stage, the conversion was 580% of the polymerizable constituents present, so that the total conversion here was 76.5%. The product produced in the second stage had a styrene content of 65.2% and an intrinsic viscosity of 0.93. In the third stage the reaction proceeded to essentially 100% conversion. The bound styrene content was calculated to be 79.4%, the intrinsic viscosity was 0.4. A total mixture of these three products gives an average intrinsic viscosity of 0.87 with a styrene content of 61. This value compares very well with the value of o, gi for the average intrinsic viscosity, which is shown in the example? for a similar production of a copolymer was obtained which contains 60% / a bound styrene, but from a starting material. starts out, whose content of polymerisable is 15 percent by weight compared to 25 ° / p in Example B.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur stetigen Mischpolymerisation eines Gemisches aliphatischer Monoolef n@- und zyklischer Monoolefine von hoher Strukturviskosität bei -i2 bis -=o7° in Gegenwart" eines Friedel-Crafts-Katalysators und eines Verdünnungsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß man Reaktionsteilnehmer, Verdünnungsmittel und Katalysator in einem ersten Reaktionsgefäß bei der gewünschten Temperatur unter solchen Bedingungen stetig miteinander -mischt, daß eine Teilpolymerisation erfolgt, daß man aus Reaktionsprodukt, nicht in Reaktion getretenem Ausgangsgut, Katalysator und Verdünnungsmittel bestehendes Reaktiönsgut aus dem ersten Reaktionsgefäß stetig abzieht und durch ein oder mehrere weitere in Reihe geschaltete Reaktionsgefäße leitet, in deren jedem eine weitere Teilpolymerisation erfolgt, bis schließlich in dem letzten Reaktionsgefäß als Endprodukt ein Mischpolymerisat von dem gewünschten Gesamtpolymerisationsgrad entsteht. PATENT CLAIMS: i. Process for the continuous interpolymerization of a Mixture of aliphatic monoolefins and cyclic monoolefins of high structural viscosity at -i2 to - = o7 ° in the presence of "a Friedel-Crafts catalyst and a diluent, characterized in that there are reactants, diluents and catalyst in a first reaction vessel at the desired temperature under such conditions constantly -mixed with each other, that a partial polymerization takes place, that one of the reaction product, Unreacted starting material, catalyst and diluent Reaktiönsgut withdraws steadily from the first reaction vessel and through one or more further series-connected reaction vessels, in each of which one further Partial polymerization takes place until finally in the last reaction vessel as the end product a copolymer of the desired overall degree of polymerization is produced. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion in der ersten Stufe bis zu einer Umwandlung von 2o bis 7o, vorteilhaft 4o bis 6o °/o und in den nachfolgenden Stufen nacheinander bis zu einer Gesamtumwandlung von 97- bis ioo °/o in der letzten Stufe durchführt. 2. Process according to Claim i, characterized in that the reaction is carried out in the first Step up to a conversion of 20 to 70, advantageously 40 to 60% and in the subsequent stages one after the other up to a total conversion of 97 to 100 ° / o carried out in the last stage. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man jeder der auf die erste Stufe nachfolgenden Stufen weiteren Katalysator zuführt. 3. The method according to claim i and 2, characterized characterized in that each of the subsequent stages to the first stage further Catalyst feeds. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man jeder nachfolgenden Stufe mindestens so viel Katalysator zusetzt, wie in der ersten Stufe verwendet wird. 4. The method according to claim 3, characterized in that one at least as much catalyst is added to each subsequent stage as in the first Stage is used. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4; dadurch gekennzeichnet, daß man als aliphatisches Mönoolefin ein solches von mehr als 2, vorteilhaft von 4 bis 8 C-Atomen, insbesondere Isobutylen, verwendet. 5. The method according to claim i to 4; characterized, that as an aliphatic monoolefin one of more than 2, advantageously of 4 to 8 carbon atoms, in particular isobutylene, are used. 6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als zyklisches Monoolefin eine vinylaromatische Verbindung; wie z. B. Styrol oder ein monoalkyl- oder dialkyl- oder halogensubstituiertes Derivat desselben, z. B. Inden, Cumaron, a-Vinylnaphthalin oder Dihydronaphthalin, verwendet. 6. The method according to claim i to 5, characterized in that the cyclic monoolefin is a vinyl aromatic Link; such as B. styrene or a monoalkyl or dialkyl or halogen substituted one Derivative of the same, e.g. B. indene, coumarone, a-vinylnaphthalene or dihydronaphthalene, used. 7. Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator ein aktives Metallhalogenid, wie Borfluorid, aktiviertes Borfluorid, Aluminiumchlorid, Titantetrachlorid oder Aluminiumalkylat=Aluminiumchlorid-Komplex, verwendet. 7. The method according to claim i to 6, characterized in that as Catalyst an active metal halide, such as boron fluoride, activated boron fluoride, Aluminum chloride, titanium tetrachloride or aluminum alkoxide = aluminum chloride complex, used. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man den Katalysator in einem Lösungsmittel löst, welches aus einem niederen Alkylhalogenid. oder einem niedrigmolekularen schwefelfreien- gesättigten Kohlenwasserstoff oder einem Gemisch derselben besteht. _.g: Verfahren nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verdünnungsmittel außerdem als inneres Kühlmittel verwendet, um die während der Mischpolymerisation gebildete Wärme aufzunehmen. =o. Verfahren nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verdünnungsmittel Propan, Äthan, Äthylen, Methylchlorid oder flüssiges oder festes Kohlendioxyd verwendet. =i. Verfahren nach Anspruch i bis =o, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verdünnungsmittel in einer Menge von i bis 5 Raumteile j e Raumteil Reaktionsteilnehmer verwendet. 12. Verfahren nach Anspruch i bis =i, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsstoffe Isobutylen und Styrol verwendet. 13- Verfahren nach Anspruch r bis 12, dadurch gekennzeichnet, daB man ein Ausgangsgut mit 4o bis 7o Gewichtsprozent zyklischen Monoolefinen verwendet. =4. Verfahren nach Anspruch z bis i3, dadurch gekennzeichnet, daB man die Reaktion bei einer Temperatur von - 73 bis - g6° durchführt. Angezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 834 o18, 838 o64; britische Patentschriften Nr. 502 730, 503 755.8. The method according to claim 7, characterized in that the catalyst is dissolved in a solvent which consists of a lower alkyl halide. or a low molecular weight sulfur-free saturated hydrocarbon or a mixture thereof. _.g: Process according to claim i to 8, characterized in that the diluent is also used as an internal coolant in order to absorb the heat generated during the copolymerization. = o. Process according to Claims 1 to 9, characterized in that the diluent used is propane, ethane, ethylene, methyl chloride or liquid or solid carbon dioxide. = i. Process according to Claims i to = o, characterized in that the diluent is used in an amount of from 1 to 5 parts by volume per part by volume of reactants. 12. The method according to claim i to = i, characterized in that isobutylene and styrene are used as starting materials. 13. Process according to claims r to 12, characterized in that a starting material with 40 to 7o percent by weight of cyclic monoolefins is used. = 4. Process according to Claims z to i3, characterized in that the reaction is carried out at a temperature of -73 to -6 °. Cited pamphlets: French patents nos. 834 o18, 838 o64; British Patent Nos. 502 730, 503 755.
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