FR2726827A1 - PROCESS FOR THE PREPARATION OF COPOLYMERS OF ALKYL METHACRYLATE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de préparation de copolymères par polymérisation en masse de mélanges de monomères se composant m1) de 50 à 90% en poids de méthacrylate d'alkyle en C1 -C6 , (m2) de 5 à 25% en poids d'au moins un composé vinylaromatique, (m3) de 1 à 25% en poids d'anhydride maléique et éventuellement (m4) de 0 à 5% en poids d'acrylate d'alkyle en C1 -C6 , la somme des motifs (m1), (m2), (m3) et éventuellement (m4) étant égale à 100% en poids, en présence d'amorceurs de polymérisation et de régulateurs de poids moléculaire, l'anhydride maléique (m3) étant ajouté à l'état physique liquide aux autres monoméres, avant la polymérisation. De préférence, il est préparé, des mélanges des motifs (m1)/(m3) dans des rapports pondéraux compris entre 75/1 et 75/25 qui sont ajoutés aux autres motifs (m2) et éventuellement (m4). La préférence est donnée au méthacrylate de méthyle comme composant (m1) et au styrène et/ou à l' alpha-méthylstyrène comme composant (m2).The invention relates to a process for the preparation of copolymers by mass polymerization of monomer mixtures consisting of m1) from 50 to 90% by weight of C1 -C6 alkyl methacrylate, (m2) from 5 to 25% by weight d 'at least one vinyl aromatic compound, (m3) from 1 to 25% by weight of maleic anhydride and optionally (m4) from 0 to 5% by weight of C1 -C6 alkyl acrylate, the sum of the units (m1 ), (m2), (m3) and optionally (m4) being equal to 100% by weight, in the presence of polymerization initiators and molecular weight regulators, maleic anhydride (m3) being added in the physical state liquid to other monomers, before polymerization. Preferably, mixtures of the units (m1) / (m3) are prepared in weight ratios of between 75/1 and 75/25 which are added to the other units (m2) and optionally (m4). Preference is given to methyl methacrylate as component (m1) and to styrene and / or alpha-methylstyrene as component (m2).
Description
L'invention concerne, pour la préparation de copolyméres se composant deThe invention relates to the preparation of copolymers consisting of
motifs monomères méthacrylate d'alkyle, composé vinylaromatique et anhydride maléique, un procédé dans lequel, dans une étape précédant la polymérisation des monomères, l'anhydride maléique est incorporé par mélange, à l'état liquide, dans le méthacrylate d'alkyle liquide ou dans le mélange liquide de méthacrylate d'alkyle et de monomer units alkyl methacrylate, vinylaromatic compound and maleic anhydride, a process in which, in a step preceding the polymerization of the monomers, maleic anhydride is incorporated by mixing, in the liquid state, in liquid alkyl methacrylate or in the liquid mixture of alkyl methacrylate and
composé vinylaromatique.vinylaromatic compound.
On connaît des copolymères se composant de motifs monomères méthacrylate d'alkyle, composé vinylaromatique et anhydride maléique et des procédés pour leur préparation. C'est ainsi qu'il est décrit, dans DE- OS 12 31 013, un procédé de préparation de copolymères par Copolymers consisting of monomeric units of alkyl methacrylate, vinylaromatic compound and maleic anhydride and processes for their preparation are known. Thus, it is described in DE-OS 12 31 013 a process for the preparation of copolymers by
polymérisation en masse de 1 à 50% en poids d'a- mass polymerization from 1 to 50% by weight of
alkylstyréne et de 99 à 50% en poids de méthacrylate d'alkyle avec des quantités mineures d'un ou de plusieurs autres composés polymérisables, en présence de catalyseurs de polymérisation, 0,1 à 20% en poids d'anhydride maléique et/ou d'acide méthacrylique, par rapport au mélange total de monoméres, étant utilisés en tant qu'autres composés polymérisables. L'addition d'anhydride maléique ou d'acide méthacrylique a pour effet d'abréger nettement les temps de polymérisation de mélanges de méthacrylate d'alkyle et d'a- alkylstyréne alkylstyrene and from 99 to 50% by weight of alkyl methacrylate with minor amounts of one or more other polymerizable compounds, in the presence of polymerization catalysts, 0.1 to 20% by weight of maleic anhydride and / or of methacrylic acid, based on the total monomer mixture, being used as other polymerizable compounds. The addition of maleic anhydride or methacrylic acid has the effect of significantly shortening the polymerization times of mixtures of alkyl methacrylate and α-alkylstyrene
Jusqu'à la transformation complète des monoméres. Until the complete transformation of the monomers.
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US-A 3 336 267 concerne un procédé de préparation de copolymères composés de 5 à 95% en moles d'un composé vinylaromatique, de 5 à 40% en moles d'un anhydride cyclique a,B-insaturé, ainsi que de 0 à 90% en moles d'un (méth)acrylate d'alkyle en C,-C., un mélange de ces monoméres étant polymérisé de façon continue, en présence d'un solvant inerte, et le polymère étant No. 3,336,267 relates to a process for the preparation of copolymers composed of 5 to 95 mol% of a vinylaromatic compound, 5 to 40 mol% of a cyclic anhydride α, β-unsaturated, as well as from 0 to 90 mol% of a C 1 -C 4 alkyl (meth) acrylate, a mixture of these monomers being polymerized continuously, in the presence of an inert solvent, and the polymer being
extrait en continu du mélange réactionnel. continuously extracting the reaction mixture.
Il est revendiqué, dans EP-A 113 105, pour la préparation de masses à mouler dimensionnellement stables à chaud, un procédé dans lequel il est produit un mélange d'un copolymére I, se composant de méthacrylate de méthyle, d'un composé vinylaromatique et d'anhydride maléique, et d'un copolymére II, composé de méthacrylate de méthyle et évantuellement d'autres monomères copolymérisables. Les mélanges de polymères It is claimed in EP-A 113 105 for the preparation of dimensionally stable hot molding compositions, a process in which a mixture of a copolymer I, consisting of methyl methacrylate, a vinylaromatic compound is produced. and maleic anhydride, and a copolymer II, composed of methyl methacrylate and other copolymerizable monomers. Polymer blends
sont incolores et transparents.are colorless and transparent.
EP-A 264 590 décrit, pour la préparation d'une masse à mouler à partir d'un mélange de monomères composé de méthacrylate de méthyle, d'un composé vinylaromatique, d'anhydride maléique ainsi éventuellement que d'un acrylate d'alkyle inférieur, un procédé dans lequel la polymérisation est effectuée jusqu'à un degré de transformation de 50% en présence ou en l'absence d'un solvant organique non polymérisable, et dans lequel la polymérisation est poursuivie, à partir d'un degré de transformation d'au moins 50%, dans la gamme de température de 75 à 150'C en présence d'un solvant organique Jusqu'à un degré de transformation d'au moins 80%, puis les constituants volatils de bas poids EP-A 264 590 describes, for the preparation of a mass to be molded from a mixture of monomers composed of methyl methacrylate, a vinylaromatic compound, maleic anhydride and optionally an alkyl acrylate lower, a process in which the polymerization is carried out to a degree of conversion of 50% in the presence or absence of a non-polymerizable organic solvent, and in which the polymerization is continued, from a degree of transformation by at least 50%, in the temperature range of 75 to 150 ° C in the presence of an organic solvent Up to a degree of conversion of at least 80%, then the volatile constituents of low weight
moléculaire sont évapores.molecular are evaporated.
Dans JP-A 60-147 417, il est décrit, pour la préparation d'une masse à mouler méthacrylique de haute stabilité dimensionnelle à chaud, un procédé dans lequel un mélange de monomères, composé de méthacrylate de méthyle, d'anhydride maléique et d'au moins un composé In JP-A 60-147 417, a process is described in which a monomer mixture of methyl methacrylate, maleic anhydride and a mixture of monomers consisting of methyl methacrylate, maleic anhydride and a methacrylic molding compound of high dimensional stability with heat is produced. at least one compound
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vinylaromatique, est introduit et polymérisé, à une température de 100 à 180'C, dans un réacteur de polymérisation qui convient pour la polymérisation en solution ou en masse. Il en résulte des polymères de 35 à 98% en poids de méthacrylate de méthyle, de 1 à 35% en poids de composé vinylaromatique et de 1 à 40% en poids d'anhydride maléique, ayant des viscosités intrinsèques Vinylaromatic is introduced and polymerized at a temperature of 100 to 180 ° C in a polymerization reactor suitable for solution or bulk polymerization. The resulting polymers are from 35 to 98% by weight of methyl methacrylate, from 1 to 35% by weight of vinyl aromatic compound and from 1 to 40% by weight of maleic anhydride, having intrinsic viscosities.
comprises entre 35 et 350 ml.g-'.between 35 and 350 ml.
Comme le souligne US-A 3 336 267, les anhydrides d'acides cycliques a,o-insaturés sont des matières solides et ne sont que difficilement solubles dans les autres monoméres. Cela vaut en particulier pour l'anhydride maléique. Dans les procédés de l'état de la technique, on s'efforce de résoudre ce problème par l'addition, avant ou pendant la polymérisation, de As pointed out in US Pat. No. 3,336,267, α,--unsaturated cyclic acid anhydrides are solids and are only poorly soluble in the other monomers. This is particularly true for maleic anhydride. In the processes of the state of the art, efforts are made to solve this problem by the addition, before or during the polymerization, of
solvants inertes en ce qui concerne la polymérisation. inert solvents with regard to the polymerization.
Le choix de solvants appropriés est difficile et doit The choice of appropriate solvents is difficult and must
être adapté exactement aux conditions de polymérisation. be adapted exactly to the polymerization conditions.
En outre, le solvant doit être chassé après l'achèvement de la polymérisation, traité éventuellement par distillation et renvoyé dans le processus de polymérisation. Le but de l'invention est donc de mettre à disposition, pour la préparation de copolymères contenant de l'anhydride maléique avec des méthacrylates d'alkyle et des composés vinylaromatiques comme autres motifs monoméres, un procédé dans lequel il n'est pas utilisé de solvant et dans lequel l'anhydride maléique est dissous complètement et rapidement dans les autres In addition, the solvent must be removed after completion of the polymerization, optionally treated by distillation and returned to the polymerization process. The object of the invention is therefore to provide, for the preparation of copolymers containing maleic anhydride with alkyl methacrylates and vinylaromatic compounds as other monomeric units, a process in which it is not used to solvent and in which the maleic anhydride is dissolved completely and rapidly in the others
monoméres.monomers.
Il a été découvert avec surprise que ce but est atteint remarquablement par l'addition d'anhydride maléique liquide au méthacrylate d'alkyle ou au mélange de méthacrylate d'alkyle et de composé vinylaromatique It has surprisingly been found that this object is achieved remarkably by the addition of liquid maleic anhydride to alkyl methacrylate or to the mixture of alkyl methacrylate and vinylaromatic compound
avant la polymérisation.before the polymerization.
I1 en résulte donc, d'après l'invention, un procédé de préparation de copolymères CP par polymérisation en masse de mélanges de monomères se composant des motifs monomères suivants: (ml) 50 à 90% en poids de méthacrylate d'alkyle conte- nant 1 à 6 atomes de carbone dans le reste ester, As a result, according to the invention, there is provided a process for the preparation of CP copolymers by bulk polymerization of monomer mixtures consisting of the following monomeric units: (ml) 50 to 90% by weight of alkyl methacrylate containing 1 to 6 carbon atoms in the ester residue,
(m2) 5 à 25% en poids d'au moins un composé vinylaroma- (m2) 5 to 25% by weight of at least one vinylaromatic compound
tique,tick,
(m3) 1 à 25% en poids d'anhydride maléique et éventuel- (m3) 1 to 25% by weight of maleic anhydride and optionally
lement (m4) 0 à 5% en poids d'acrylate d'alkyle contenant 1 à 6 atomes de carbone dans le reste ester, la somme de (ml), <m2), (m3) et éventuellement (m4) étant égale à 100% en poids, caractérisé en ce qu'avant la polymérisation, l'anhydride maléique (m3) est ajouté et mélangé, à l'état physique liquide, au monomère (ml) ou au mélange des monoméres <ml), (m2) et éventuellement (m4>. De préférence, l'anhydride maléique (m3) est ajouté et mélangé à une température comprise entre 55 et 80 C et, de façon particulièrement préférée, sous atmosphère de gaz inerte. Dans une autre forme de réalisation préférée de l'invention, l'anhydride maléique (m3) est prémélangé au méthacrylate d'alkyle (ml) dans des rapports pondéraux (ml)/<m3) de 75/1 à 75/25 parties en poids, le mélange est éventuellement stocké et il est ajouté et mélangé, avant la polymérisation, aux (m4) 0 to 5% by weight of alkyl acrylate containing 1 to 6 carbon atoms in the ester residue, the sum of (ml), <m2), (m3) and optionally (m4) being equal to 100% by weight, characterized in that before the polymerization, maleic anhydride (m 3) is added and mixed, in the liquid physical state, with the monomer (ml) or the monomer mixture (ml), (m 2) and optionally (m4>.) Maleic anhydride (m 3) is preferably added and mixed at a temperature of between 55 ° C. and 80 ° C., and particularly preferably under an inert gas atmosphere. the invention, maleic anhydride (m3) is premixed with alkyl methacrylate (ml) in weight ratios (ml) / <m3) of 75/1 to 75/25 parts by weight, the mixture is optionally stored and it is added and mixed, before the polymerization, with
monoméres restants (m2) et éventuellement (m4). remaining monomers (m2) and possibly (m4).
Il est particulièrement préférable d'utiliser, comme composant monomére (ml), du méthacrylate de méthyle dans des proportions de 60 à 85% en poids par rapport au mélange de monoméres. De plus, il est particulièrement préférable que le composant monomère (m2) soit du It is particularly preferable to use, as the monomer component (ml), methyl methacrylate in amounts of 60 to 85% by weight based on the monomer mixture. In addition, it is particularly preferable that the monomer component (m2) is
styrène et/ou de l'a-méthylstyrène. styrene and / or α-methylstyrene.
De manière avantageuse, les adjuvants de polymérisation, tels que l'amorceur de polymérisation PI et le régulateur de poids moléculaire MR, ne sont ajoutés qu'après la préparation du mélange de monomères, en règle générale peu avant le début de la polymérisation. - Monoméres (ml), (m2), (m3) et (m4) Les monomères (ml), utilisés à raison de 50 à 90% en poids par rapport aux monoméres totaux, sont choisis dans le groupe des méthacrylates d'alkyle à 1-6 atomes de carbone dans le reste ester, tels par exemple que le méthacrylate d'éthyle, le méthacrylate de propyle, le méthacrylate d'isopropyle, le méthacrylate de butyle, Advantageously, the polymerization adjuvants, such as the polymerization initiator PI and the molecular weight regulator MR, are added only after the preparation of the monomer mixture, generally shortly before the start of the polymerization. Monomers (ml), (m2), (m3) and (m4) The monomers (ml), used in a proportion of 50 to 90% by weight relative to the total monomers, are chosen from the group of alkyl methacrylates containing 1-6 carbon atoms in the ester residue, such as, for example, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, butyl methacrylate,
le méthacrylate d'isobutyle, le méthacrylate de tert.- isobutyl methacrylate, methacrylate of tert.
butyle, le méthacrylate de pentyle, le méthacrylate d'isopentyle, le méthacrylate d'hexyle, le méthacrylate de 2,2-diméthylbutyle, le méthacrylate de cyclopentyle, le méthacrylate de cyclohexyle et, avec une préférence butyl, pentyl methacrylate, isopentyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2,2-dimethylbutyl methacrylate, cyclopentyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate and, with a preference
particulière, le méthacrylate de méthyle. particular, methyl methacrylate.
Les monomères (m2) sont choisis dans le groupe des The monomers (m 2) are selected from the group of
composés vinylaromatiques, tels par exemple que les a- vinylaromatic compounds, such as, for example,
halogénostyrènes, le p-méthylstyrène, le p-tert.- halostyrenes, p-methylstyrene, p-tert.-
butylstyrène, le vinylnaphtalène, de préférence l'a- butylstyrene, vinylnaphthalene, preferably
méthylstyrène et, avec une préférence particulière, le methylstyrene and, with particular preference, the
styrène.styrene.
L'anhydride maléique monomère (m3) est utilisé avec une pureté de 95% au moins, de preference de 99% au moins. Afin de mettre l'anhydride maléique à l'état physique liquide, il est chauffé au-dessus de son point de fusion de 52,85'C, à des températures comprises de préférence entre 55 et 80'C et, avec une préférence particulière, entre 60 et 80'C. L'anhydride maleique liquide peut être conserve à ces températures pendant Maleic anhydride monomer (m 3) is used with a purity of at least 95%, preferably at least 99%. In order to bring the maleic anhydride into the liquid physical state, it is heated above its melting point of 52.85 ° C, at temperatures preferably between 55 and 80 ° C, and with particular preference between 60 and 80 ° C. Liquid maleic anhydride can be stored at these temperatures for
plusieurs semaines sous atmosphère de gaz inerte. several weeks under an inert gas atmosphere.
Les acrylates d'alkyle (m4) peuvent être incorporées dans des proportions allant Jusqu'à 5% en poids, afin d'améliorer les propriétés rhéologiques des terpolymères TP. On citera, comme exemples d'acrylates d'alkyle à 1-6 atomes de carbone dans le reste ester, l'acrylate d'éthyle, l'acrylate d'isopropyle, l'acrylate de propyle, l'acrylate d'isobutyle, i'acrylate de tert.- butyle, l'acrylate de pentyle, l'acrylate d'hexyle, de préférence l'acrylate de butyle et, avec une préference The alkyl acrylates (m4) can be incorporated in amounts of up to 5% by weight in order to improve the rheological properties of the TP terpolymers. Examples of alkyl acrylates containing from 1 to 6 carbon atoms in the ester residue are ethyl acrylate, isopropyl acrylate, propyl acrylate and isobutyl acrylate. tert.-butyl acrylate, pentyl acrylate, hexyl acrylate, preferably butyl acrylate and, with a preference
particulière, l'acrylate de méthyle. particular, methyl acrylate.
Les monoméres (ml), (m2) et <m4) ou leurs mélanges Monomers (ml), (m2) and <m4) or mixtures thereof
sont liquides dans les conditions du mélange. are liquid under the conditions of the mixture.
- Le procédé de polymérisation Dans la première étape du procédé de polymérisation selon l'invention, l'anhydride maléique (m3) est ajouté et mélangé, à l'état physique liquide, au mélange des autres monomères, également liquide, ou, de préférence, il est d'abord ajouté et mélangé au monomère (ml) liquide. Les mélanges de monomères sont préparés par agitation dans des réservoirs chauffables, tels par The polymerization process In the first step of the polymerization process according to the invention, maleic anhydride (m 3) is added and mixed, in the liquid physical state, with the mixture of the other monomers, also liquid, or, preferably, it is first added and mixed with the liquid monomer (ml). The monomer mixtures are prepared by stirring in heatable tanks, such as
exemple que des cuves comportant un agitateur. example that tanks with a stirrer.
De préférence, on commence par mélanger l'anhydride maléique liquide (m3) au monomére liquide (ml) dans des rapports pondéraux (ml)/(m3) compris entre 75/1 et 75/25 parties en poids et, avec une préférence particulière, entre 75/5 et 75/20 parties en poids. De préférence, l'anhydride maléique maintenu à une température constante de 55 à 80'C est incorporé sous agitation dans le méthacrylate d'alkyle liquide (ml), qui peut être en général à des températures de 0 à 60'C. Les mélanges de monoméres résultants sont limpides et stables au stockage à la température ambiante pendant plusieurs mois, sans que l'anhydride maléique se sépare à l'état cristallin. On peut considérer, comme limite supérieure pour la part de (m3) dans les mélanges (ml)/(m3) stables au stockage à la température ambiante, le rapport pondéral 75/30. Afin de garantir la stabilité au stockage à de plus basses températures, par exemple à 'C, il faut que la teneur en anhydride maléique dans les mélanges (ml)/(m3) soit réduite à des rapports Preferably, the liquid maleic anhydride (m 3) is first mixed with the liquid monomer (ml) in weight ratios (ml) / (m 3) of between 75/1 and 75/25 parts by weight and, with particular preference between 75/5 and 75/20 parts by weight. Preferably, the maleic anhydride maintained at a constant temperature of 55 to 80 ° C is stirred into the liquid alkyl methacrylate (ml), which may generally be at 0 to 60 ° C. The resulting monomer mixtures are clear and storage stable at room temperature for several months without the maleic anhydride separating to the crystalline state. As an upper limit for the proportion of (m3) in storage stable blends (ml) / (m3) at room temperature, the 75/30 weight ratio can be considered. In order to ensure storage stability at lower temperatures, for example at C, the maleic anhydride content in the mixtures (ml) / (m 3) must be reduced to ratios of
pondéraux compris entre 75/1 et 75/15 parties en poids. between 75/1 and 75/15 parts by weight.
Peu avant le début de la polymérisation, le mélange de (ml) et (m3) ainsi obtenu est ajouté et mélangé aux monoméres (m2) et éventuellement (m4), l'addition des monoméres (m2) et (m4) au mélange de (ml)/(m3) étant également possible. En générai, l'addition des adjuvants de polymérisation, tels que des amorceurs de polymérisation PI et des régulateurs de poids moléculaire MR, est effectuée parallèlement à l'addition des monoméres (m2) et (m4), mais les adjuvants de polymérisation peuvent être aussi ajoutés dans une étape ultérieure. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, l'anhydride maléique liquide est incorporé directement, sous agitation, dans le mélange liquide des autres monoméres (ml), (m2) et éventuellement (m4). Les rapports de mélange (ml)+(m2)+ (m4) à (m3) sont en général compris entre 75/1 et 75/25 parties en poids, de préférence entre 75/5 et 75/20 parties en poids, les mélanges étant également stables au stockage en l'absence poussée d'oxygène. Là encore, la température de l'anhydride maléique liquide (m3) est de préférence comprise entre 55 et 80'C et, avec une préférence particulière, entre 55 et 65'C, tandis que le mélange liquide des autres monomères présente en général des températures comprises entre 0 et 60'C. En règle générale, les adjuvants de polymérisation, tels en particulier que les amorceurs de polymérisation PI et les régulateurs de poids moléculaire MR, sont aJoutés au mélange des monomères (ml), (m2) et éventuellement (m4) avant l'addition de l'anhydride maleique (m3). Dans certaines formes de réalisation de l'invention, les adjuvants de polymérisation peuvent aussi être aJoutés Shortly before the start of the polymerization, the mixture of (ml) and (m3) thus obtained is added and mixed with the monomers (m2) and optionally (m4), the addition of the monomers (m2) and (m4) to the mixture of (ml) / (m3) being also possible. In general, the addition of the polymerization adjuvants, such as PI polymerization initiators and MR molecular weight regulators, is carried out in parallel with the addition of the monomers (m 2) and (m 4), but the polymerization adjuvants can be also added in a later step. In another embodiment of the invention, liquid maleic anhydride is incorporated directly, with stirring, in the liquid mixture of the other monomers (ml), (m2) and optionally (m4). The mixing ratios (ml) + (m2) + (m4) to (m3) are generally between 75/1 and 75/25 parts by weight, preferably between 75/5 and 75/20 parts by weight, the mixtures being also storage stable in the absence of oxygen. Again, the temperature of liquid maleic anhydride (m 3) is preferably between 55 and 80 ° C and, most preferably, between 55 and 65 ° C, while the liquid mixture of the other monomers generally has temperatures between 0 and 60 ° C. As a general rule, the polymerization adjuvants, such as in particular the PI polymerization initiators and the MR molecular weight regulators, are added to the mixture of the monomers (ml), (m2) and optionally (m4) before the addition of the monomers. maleic anhydride (m3). In certain embodiments of the invention, the polymerization adjuvants may also be added.
après l'addition de l'anhydride maléique (m3). after the addition of maleic anhydride (m3).
Il est avantageux de commencer la polymerisation des monoméres immédiatement après l'addition de l'anhydride It is advantageous to begin the polymerization of the monomers immediately after the addition of the anhydride
maléique ou des adjuvants de polymérisation. maleic or polymerization adjuvants.
L'addition de l'anhydride maleique (m3) au monomere (ml) ou au mélange de monoméres.m!), (m2) et éventuellement (m4) est effectuée avantageusement en l'absence d'oxygène de l'air, qui peut être chasse par exemple par application d'un vide ou par balayage avec des gaz inertes, tels que l'azote ou l'argon, afin d'éviter des réactions secondaires de l'anhydride maléique. La préparation des terpolyméres TP est effectuée par les procédés connus de polymérisation en masse de composés a,.-insaturés, en particulier par polymérisation radicalaire. La polymérisation est déclenchée de façon connue en soi par des amorceurs de polymérisation PI formant des radicaux, mais elle peut aussi être conduite de façon purement thermique, avec une moindre vitesse de polymérisation. En règle générale, il suffit d'une seule addition de l'amorceur de polymérisation PI avant le début de la polymérisation, l'amorceur de polymérisation PI étant choisi de sorte qu'il se produise une formation de radicaux suffisante dans les conditions de polymérisation, Jusqu'à la fin de celle-ci. On citera, comme exemples d'amorceurs de polymérisation PI, des The addition of the maleic anhydride (m 3) to the monomer (ml) or to the monomer mixture m 1), (m 2) and optionally (m 4) is advantageously carried out in the absence of oxygen from the air, which can be removed for example by applying a vacuum or by scanning with inert gases, such as nitrogen or argon, to avoid side reactions of maleic anhydride. The TP terpolymers are prepared by the known processes for mass polymerization of α, β-unsaturated compounds, in particular by radical polymerization. The polymerization is triggered in a manner known per se by PI polymerization initiators forming radicals, but it can also be conducted in a purely thermal manner, with a lower rate of polymerization. As a rule, a single addition of the polymerization initiator PI is sufficient before the start of the polymerization, the polymerization initiator PI being chosen so that sufficient radical formation occurs under the polymerization conditions. Until the end of it. Examples of polymerization initiators PI are:
composés azoiques tels que le 2,2'-azobis- azo compounds such as 2,2'-azobis
(isobutyronitrile) ou - le 2,2'-azobis(2,4- (isobutyronitrile) or - 2,2'-azobis (2,4-
diméthylvaléronitrile), des systèmes redox tels par exemple que la combinaison d'amines tertiaires avec des peroxydes ou, de préférence, des peroxydes (cf. par exemple à cet égard H. Rauch-Puntigam, Th. Volker, "Acryl- und Methacrylverbindungen", Springer, Heidelberg, 1967 ou Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, vol. 1, pages 386 sqq., J. Wiley, New York, 1978>. On citera, comme exemples d'amorceurs dimethylvaleronitrile), redox systems such as for example the combination of tertiary amines with peroxides or, preferably, peroxides (see for example in this respect H. Rauch-Puntigam, Th. Volker, "Acryl- und Methacrylverbindungen" , Springer, Heidelberg, 1967 or Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol 1, pp. 386 et seq., J. Wiley, New York, 1978. Examples of initiators are:
9 27268279 2726827
de polymérisation du type peroxyde qui conviennent, le peroxyde de dilauroyle, le peroctanoate de tert.-butyle, le perisononanoate de tert.butyle, le peroxydicarbonate de dicyclohexyle ou le peroxyde de dibenzoyle. On peut aussi conduire la polymérisation avec un méelange de différents amorceurs de polymérisation ayant des périodes de demi-vie différentes, par exemple de Suitable peroxide polymerization polymers are dilauroyl peroxide, tert-butyl peroctanoate, tert-butyl perisononanoate, dicyclohexyl peroxydicarbonate or dibenzoyl peroxide. The polymerization can also be carried out with a mixture of different polymerization initiators having different half-life periods, for example
peroxyde de dilauroyle et de perisononanoate de tert.- dilauroyl peroxide and perisononanoate of tert.-
butyle, afin de maintenir constant le courant de radicaux au cours de la polymérisation et à différentes températures de polymérisation. Les quantités utilisées d'amorceur de polymérisation PI sont comprises en général entre 0,01 et 2% en poids par rapport au mélange butyl, in order to keep the radical flow constant during the polymerization and at different polymerization temperatures. The amounts used of PI polymerization initiator are generally between 0.01 and 2% by weight relative to the mixture
de monoméres.of monomers.
Le réglage des poids moléculaires des copolymères CP est effectué par polymérisation du mélange de monoméres en présence de régulateurs de poids moléculaire XR, tels en particulier que les mercaptans connus à cet effet, The adjustment of the molecular weights of the copolymers CP is carried out by polymerization of the monomer mixture in the presence of molecular weight regulators XR, such as in particular the mercaptans known for this purpose,
par exemple le n-butylmercaptan ou le n- for example n-butyl mercaptan or n-
dodécylmercaptan, les régulateurs de poids moléculaire étant utilisés en général dans des proportions de 0,05 à % en poids par rapport au mélange de monomères, de préférence dans des proportions de 0,1 à 2% en poids et, avec une préférence particulière, dans des proportions de 0, 2 à 1% en poids par rapport au mélange de monoméres dodecylmercaptan, the molecular weight regulators being used in general in proportions of 0.05 to% by weight relative to the monomer mixture, preferably in proportions of 0.1 to 2% by weight and, with particular preference, in proportions of 0, 2 to 1% by weight relative to the monomer mixture
(cf. par exemple H. Rauch-Puntigam, Th. Volker, "Acryl- (see for example H. Rauch-Puntigam, Th. Volker, "Acryl-
und Xethacrylverbindungen", Springer, Heidelberg 1967; Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, vol. und Xethacrylverbindungen ", Springer, Heidelberg 1967, Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, vol.
XIV/1, page 66, Georg Thieme, Heidelberg, 1961 ou Kirk- XIV / 1, page 66, Georg Thieme, Heidelberg, 1961 or Kirk-
Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, vol. 1, pages 296 sqq., J. Wiley, New York, 1978). Les poids moléculaires moyens M. ainsi réglés des copolyméres CP se situent en général entre 101 et 5 x 105 daltons, de préférence entre 3 x 104 et 2,5 x 105 daltons, ce qui correspond à des viscosités réduites n,p&c/C, mesurées suivant la norme DIN 51 562 dans du chloroforme, de 10 à ml.g-1, de préférence de 15 à 100 ml.g-1, par rapport à du polyméthacrylate de méthyle servant d'étalon type (pour la détermination des poids moléculaires moyens M-, cf. par exemple H.F. Mark et ai., Encyclopedia of Chemical Science and Technology, Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, vol. 1, pp. 296 et seq., J. Wiley, New York, 1978). The average molecular weights M. thus adjusted of the CP copolymers are generally between 101 and 5 × 10 5 daltons, preferably between 3 × 10 4 and 2.5 × 10 5 daltons, which corresponds to reduced viscosities n, p & c / C, measured in accordance with DIN 51 562 in chloroform, from 10 to 10 g / l, preferably from 15 to 100 g / ml, relative to polymethyl methacrylate as a standard standard (for the determination of Molecular average M-, see for example HF Mark et al., Encyclopedia of Chemical Science and Technology,
vol. 10, pages 1 à 19, J. Wiley, New York, 1978). flight. 10, pp. 1-19, J. Wiley, New York, 1978).
En outre, les mélanges de monoméres M peuvent contenir, en plus des amorceurs de polymérisation PI et des régulateurs de poids moléculaire MR, d'autres additifs, tels par exemple que des absorbants d'UV, des antioxydants, des colorants ou des pigments, ainsi que des produits auxiliaires de démoulage, dans des proportions pouvant atteindre 10% en poids par rapport aux monomeres mis en réaction La préparation des copolyméres CP à partir des mélanges de monoméres est effectuée de préférence par polymérisation en masse, notamment dans des chambres de polymérisation appropriées de type classique. En général, pendant la polymérisation, les chambres de polymérisation sont maintenues à des températures constantes de 20 à 100'C au bain-marie et/ou de 20 à 'C dans un courant d'air, afin d'entretenir un courant régulier de radicaux provenant de la décomposition de l'amorceur de polymérisation. Après l'achèvement de la polymérisation, qui est conduite jusqu'à des degrés de transformation des monomères de % au moins, de préférence de 97% au moins, le copolymère CP est déchargé de la chambre de polymérisation sous forme de bloc, broyé et soumis à une extrusion de dégazage, suivie de granulation. Le granulé de copolymère CP résultant est très transparent, incolore et il présente en général des teneurs en monomères résiduels de moins de 2% en poids par rapport In addition, monomer mixtures M may contain, in addition to PI polymerization initiators and MR molecular weight regulators, other additives, such as, for example, UV absorbers, antioxidants, dyes or pigments, as well as demolding auxiliaries, in amounts of up to 10% by weight relative to the monomers reacted. Preparation of the copolymers CP from the monomer mixtures is preferably carried out by bulk polymerization, in particular in polymerization chambers. appropriate of conventional type. In general, during the polymerization, the polymerization chambers are maintained at constant temperatures of 20 to 100 ° C in a water bath and / or 20 to C in a stream of air, in order to maintain a steady stream of radicals from the decomposition of the polymerization initiator. After completion of the polymerization, which is conducted to monomer conversion levels of at least%, preferably at least 97%, the CP copolymer is discharged from the polymerization chamber in the form of a block, crushed and subjected to an extrusion of degassing, followed by granulation. The resulting CP copolymer granulate is very transparent, colorless and generally has residual monomer contents of less than 2% by weight relative to
aux monomères mis en réaction.to the monomers reacted.
Les copolyméres CP peuvent être transformés, par exemple thermoplastiquement, en l'absence de colorants i1 ou de pigments, en corps moules incolores ayant la transparence du verre qui présentent des températures de ramollissement de Vicat VET, selon la norme DIN 53 460, The copolymers CP may be converted, for example thermoplastically, in the absence of dyes or pigments, into colorless transparent molded molds having Vicat VET softening temperatures, according to DIN 53460,
d'environ 100 à 160'C, de préférence de 120 à 150'C. from about 100 to 160 ° C, preferably from 120 to 150 ° C.
- Effets avantageux de l'invention La manipulation de l'anhydride maléique <m3), qui est solide à la température ambiante, est disponible techniquement en règle générale sous forme de pastilles et contient en général de fortes proportions de poussières fines, n'est possible qu'avec de grandes -précautions de sécurité. En second lieu, le processus de dissolution des pastilles d'anhydride maléique (m3) dans les autres monomères s'accompagne d'une grande perte de temps. L'utilisation d'anhydride maléique liquide (m3) apporte une solution avantageuse à ces problèmes: d'une part, il n'est plus formé de poussière fine lors du mélange, l'anhydride maléique liquide est disponible dans le commerce; d'autre part, l'anhydride maléique liquide entre aussitôt en solution dans le monomère (ml) ou dans le mélange de monoméres (ml), (m2) et éventuellement (m4). Les solutions résultantes sont en général stables au stockage dans les rapports de mélange indiqués, et même pendant plusieurs mois dans le cas des mélanges (ml)/(m3). Pendant le stockage, on n'observe pas de séparation de l'anhydride maléique à l'état cristallin. L'utilisation de mélanges de monomères (ml)/(m3) en tant que solution de base ayant une concentration relativement élevée d'anhydride maleique (m3) fait que le procédé selon l'invention est prédestiné à la préparation de copolymères CP contenant de fortes Advantageous Effects of the Invention Manipulation of maleic anhydride (m 3), which is solid at room temperature, is technically available generally in the form of pellets and generally contains high levels of fine dust, possible with great safety precautions. Second, the process of dissolving the maleic anhydride (m3) pellets in the other monomers is accompanied by a great loss of time. The use of liquid maleic anhydride (m 3) provides an advantageous solution to these problems: on the one hand, it is no longer formed of fine dust during mixing, liquid maleic anhydride is commercially available; on the other hand, the liquid maleic anhydride is immediately dissolved in the monomer (ml) or in the monomer mixture (ml), (m2) and optionally (m4). The resulting solutions are generally storage stable in the mixing ratios indicated, and even for several months in the case of mixtures (ml) / (m3). During storage, there is no separation of maleic anhydride in the crystalline state. The use of monomer mixtures (ml) / (m 3) as a basic solution with a relatively high concentration of maleic anhydride (m 3) makes the process according to the invention predestined for the preparation of CP copolymers containing strong
proportions d'anhydride maléique (m3). proportions of maleic anhydride (m3).
Les copolyméres CP préparés par le procédé selon l'invention en l'absence de colorants ou de pigments ont une grande transparence et ne présentent pratiquement pas de piqûres de couleur, problèmes que l'on rencontre l'un et l'autre en cas de préparation de tels The CP copolymers prepared by the process according to the invention in the absence of dyes or pigments have a high transparency and show practically no color pitting, problems that are encountered both in the case of preparation of such
copolymères CP avec de l'anhydride maleique (m3) solide. CP copolymers with maleic anhydride (m3) solid.
Les exemples qui suivent sont destinés à illustrer l'invention. Exemples Préparation du mélange de monomères M1 400 g d'anhydride maléique qui est à une température de 60'C et est donc à l'état physique liquide sont introduits dans 3000 g de méthacrylate de méthyle. Il en résulte une solution limpide et stable qui garde sa stabilité au stockage pendant plusieurs semaines. Au mieux, cette opération peut être exécutée sous agitation. On ajoute ensuite 600 g de styrène, 1,68 g de peroxyde de dilauroyle et 0,4 g de perisononanoate de tert.-butyle en tant qu'amorceurs de polymérisation, 6,7 g de 2-mercaptoéthanol en tant que régulateur de poids The following examples are intended to illustrate the invention. Examples Preparation of the monomer mixture M1 400 g of maleic anhydride which is at a temperature of 60 ° C and is therefore in the liquid physical state are introduced into 3000 g of methyl methacrylate. The result is a clear and stable solution that keeps storage stable for several weeks. At best, this operation can be performed with agitation. 600 g of styrene, 1.68 g of dilauroyl peroxide and 0.4 g of tert-butyl perisononanoate are then added as polymerization initiators, 6.7 g of 2-mercaptoethanol as a weight regulator.
moléculaire, ainsi que 4 g de 2-(2-hydroxy-5- molecular weight, as well as 4 g of 2- (2-hydroxy-5-
méthylphényl)-benzotriazole en tant qu'absorbant d'UV et 4 g d'acide palmitique en tant que produit auxiliaire de démoulage. Exmple 2 Préparation du terpolymère TP1 à partir du mélange de monomères Ml préparé dans l'exemple 1 Le mélange de monoméres M1 préparé dans l'exemple 1 est chargé dans une chambre de polymérisation et dégazé methylphenyl) -benzotriazole as a UV absorber and 4 g of palmitic acid as an auxiliary demolding product. EXAMPLE 2 Preparation of TP1 terpolymer from the monomer mixture M1 prepared in Example 1 The M1 monomer mixture prepared in Example 1 was charged to a polymerization chamber and degassed
pendant 10 min. Après quoi, il est polymérisé au bain- for 10 minutes. After that, it is polymerized in the bath-
marie pendant 6 h à 60'C, puis la température du bain- married for 6 hours at 60 ° C, then bath temperature
marie est abaissée à 50'C et la polymérisation est is lowered to 50 ° C and the polymerisation is
poursuivie pendant 20 h encore à 50'C. continued for another 20 hours at 50 ° C.
Au bout de 25 h environ, le mélange de polymérisation After about 25 hours, the polymerization mixture
atteint, avec 144'C, sa température maximale. reached, with 144 ° C, its maximum temperature.
Après que la chambre de polymérisation a été retirée, le copolymère CP1 ainsi préparé est maintenu à une température constante de 120'C pendant 12 h encore dans l'étuve à air. Le polymère CP1 résultant est incolore et transparent. Il présente un degré de jaunissement selon la norme DIN 5033/5036 de 2,3 et une transmission de la lumière selon la norme DIN 5033/5036 de 90,9%. La température de ramollissement de Vicat de TP1 selon la norme DIN 53 460 s'élève à 121'C, la viscosité réduite selon la norme DIN 51 562 est de 59 ml.g-1, ce qui correspond à un poids moléculaire moyen X. d'environ 000 daltons (par rapport à du polyméthacrylate de After the polymerization chamber has been removed, the CP1 copolymer thus prepared is kept at a constant temperature of 120 ° C. for a further 12 hours in the air oven. The resulting CP1 polymer is colorless and transparent. It has a degree of yellowing according to DIN 5033/5036 of 2.3 and a transmission of light according to DIN 5033/5036 of 90.9%. The Vicat softening temperature of TP1 according to DIN 53460 is 121 ° C., the reduced viscosity according to DIN 51 562 is 59 ml · g -1, which corresponds to an average molecular weight X. about 10,000 daltons (compared with polymethacrylate
méthyle>.methyl>.
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