DE971934C

DE971934C - Process for the production of polymers

Info

Publication number: DE971934C
Application number: DEF9504A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Seifert
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1952-07-17
Filing date: 1952-07-17
Publication date: 1959-04-16

Description

Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von vorzugsweise quatemierte heterocyclische Stickstoffbasen mit mindestens 2 Stickstoffatomen im Ringsystem enthaltenden vernetzten Polymerisaten.Process for the preparation of polymers The present invention relates to the production of preferably quaternized heterocyclic nitrogen bases crosslinked polymers containing at least 2 nitrogen atoms in the ring system.

Diese Polymerisate werden erhalten, indem man mindestens eine Vinylgruppe enthaltende heterocyclische Stickstoffbasen bzw. die quaternierten Derivate dieser heterocyclischen Basen in Gegenwart von mindestens zwei polymerisationsfähige Doppelbindungen enthaltenden organischen Verbindungen polymerisiert und die erhaltenen Reaktionsprodukte gegebenenfalls quaterniert. Auch können bei dieser Polymerisation weitere polymerisierbare Verbindungen anwesend sein. Bevorzugte heterocyclische Basen mit 2 Stickstoffatomen im Ringsystem für die Durchführung der Polymerisation sind solche, die Vinylgruppen entweder am Stickstoff- oder an einem Kohlenstoffatom des heterocyclischen Kernes gebunden enthalten, wie z. B. N-Vinylimidazol, N-Vinylmethylimidazol, N-Vinylbenzotriazol oder N-Vinylbenzimidazol. Als bevorzugte Verbindungen, die mehrere polymerisationsfähige Doppelbindungen enthalten, können unter anderem Polyvinylaryle, wie z. B. Divinylbenzole, Divinyltoluole, Divinylxylole, Divinylchlorbenzole, verwendet werden.These polymers are obtained by adding at least one vinyl group containing heterocyclic nitrogen bases or the quaternized derivatives of these heterocyclic bases in the presence of at least two polymerizable double bonds polymerized containing organic compounds and the reaction products obtained possibly quaternized. In this polymerization, further polymerizable Connections are present. Preferred heterocyclic bases with 2 nitrogen atoms in the ring system for carrying out the polymerization there are those which have vinyl groups either on the nitrogen or on a carbon atom of the heterocyclic nucleus bound included, such as B. N-vinylimidazole, N-vinylmethylimidazole, N-vinylbenzotriazole or N-vinylbenzimidazole. As preferred compounds, the multiple polymerizable Contain double bonds, including polyvinylaryls, such as. B. divinylbenzenes, Divinyltoluenes, divinylxylenes, divinylchlorobenzenes can be used.

Die Polymerisation wird in üblicher Weise in Gegenwart von Katalysatoren, wie z. B. Oxydationskatalysatoren, den sogenannten Redox-Systemen, sauren oder alkalischen Katalysatoren, unter öder ohne Verwendung von Lösungsmitteln vorgenommen. Das Verfahren der Perl-Polymerisation hat sich für die Herstellung der vorgenannten Produkte als besonders günstig erwiesen.The polymerization is carried out in the usual manner in the presence of catalysts, such as B. Oxidation Catalysts, the so-called redox systems, acidic or alkaline catalysts, with or without the use of solvents performed. The process of pearl polymerization has been used for manufacturing of the aforementioned products proved to be particularly favorable.

Bevorzugte Quaternierungsmittel für diese heterocyclischen Basen sowie für die Polymerisate sind z. B. Alkyl-, Alkylen- und Aralkylhalogenide, wie z. B. Benzylchlorid, Methallylchlorid, ferner die Alkyl-, Alkylen- und Aralkylsulfate.Preferred quaternizing agents for these heterocyclic bases as well for the polymers are, for. B. alkyl, alkylene and aralkyl halides, such as. B. Benzyl chloride, methallyl chloride, and also the alkyl, alkylene and aralkyl sulfates.

Die Polymerisate sind harzartige, in Wasser unlösliche Produkte, die sich hervorragend als Anionenaustauscher eignen. Sie zeichnen sich gegenüber den bekannten Anionenaustauschern durch eine hohe Beständigkeit gegenüber chemischen und physikalischen Einflüssen aus und besitzen ein hohes Bindungsvermögen für Kieselsäure. Beispiel i In einer Mischung von 45 g Vinylimidazol und 5 g Divinylbenzol (etwa 5o°/oig) werden 7,5 g Benzoylperoxyd (74°/oig) gelöst und die Lösung innerhalb von 40 Minuten auf 80°C erwärmt. Das Reaktionsgemisch färbt sich rotbraun und erstarrt nach etwa istündigem Weiterrühren bei 8o° C. Das dunkelbraune, feste Polymerisat wird noch einige Stunden bei rio° C erhitzt, anschließend gebrochen und durch Mahlen auf eine Korngröße von etwa 0,5 mm gebracht. Man erhält so einen schwach basischen Austauscher. i ccm des Produktes kann 2,4 ccm i n-Salzsäure binden. Beispiel 2 Zu einer Mischung von 75 g Vinylimidazol und 36 g 5o°/oigem Divinylbenzol gibt man 15 g Benzoylperoxyd (74°/oig) und erwärmt allmählich in etwa einer Stunde auf 8o° C. Nach einer weiteren Stunde bei einer Tempe ratür von 86°C polymerisiert die Reaktionsmischung zu einem festen Block, der bei erhöhter Temperatur, z. B. durch Behandeln mit kochendem Wasser, auspolymerisiert bzw. nachgehärtet wird. Nach dem Zerkleinern auf eine Korngröße von 0,5 mm erhält man einen Austauscher mit schwach basischen Eigenschaften; i g kann o,7 ccm in-Salzsäure binden. Beispiel 3 Läßt man auf die nach Beispiel i oder 2 erhaltenen vernetzten, schwach basischen Austauschermaterialien eine quaternierende Komponente, z. B. 2,2'-Dichlordiäthyläther, bei i5o° C einwirken, so entstehen stark basische Austauscher, die eine Kochsalzlösung in Natronlauge umwandeln können.The polymers are resin-like products that are insoluble in water and are ideally suited as anion exchangers. Compared to the known anion exchangers, they are distinguished by a high resistance to chemical and physical influences and have a high binding capacity for silica. EXAMPLE i 7.5 g of benzoyl peroxide (74%) are dissolved in a mixture of 45 g of vinylimidazole and 5 g of divinylbenzene (about 50%) and the solution is heated to 80 ° C. over the course of 40 minutes. The reaction mixture turns red-brown in color and solidifies after stirring for about an hour at 80 ° C. The dark brown, solid polymer is heated for a few hours at rio ° C, then broken up and brought to a grain size of about 0.5 mm by grinding. A weakly basic exchanger is obtained in this way. 1 cc of the product can bind 2.4 cc of n-hydrochloric acid. EXAMPLE 2 15 g of benzoyl peroxide (74%) are added to a mixture of 75 g of vinylimidazole and 36 g of 50% divinylbenzene and the mixture is gradually heated to 80 ° C. in about an hour ° C polymerizes the reaction mixture to form a solid block, which at elevated temperature, e.g. B. by treatment with boiling water, polymerized or post-cured. After grinding to a grain size of 0.5 mm, an exchanger with weakly basic properties is obtained; ig can bind 0.7 cc in hydrochloric acid. EXAMPLE 3 If the crosslinked, weakly basic exchange materials obtained according to Example i or 2 are given a quaternizing component, e.g. B. 2,2'-dichlorodiethyl ether, act at i5o ° C, this creates strongly basic exchangers that can convert a saline solution into sodium hydroxide solution.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of polymers, thereby characterized in that heterocyclic nitrogen bases containing vinyl groups are used with at least 2 nitrogen atoms in the ring system, such as N-vinylimidazole, N7-vinylmethylimidazole, N-vinylbenzotriazole and N-vinylbenzimidazole, in the presence of several polymerizable Organic compounds containing double bonds polymerized and optionally the resulting polymers quaternized.

2. The method according to claim i, characterized in that that one quaternized, vinyl group-containing heterocyclic nitrogen bases with at least 2 nitrogen atoms are used in the ring system. Documents considered U.S. Patent Nos. 2,540,984, 2,540,985.