NO116444B

NO116444B -

Info

Publication number: NO116444B
Application number: NO14262161A
Authority: NO
Inventors: R Zelinski; D Smith
Original assignee: Phillips Petroleum Co
Priority date: 1956-04-16
Filing date: 1961-12-21
Publication date: 1969-03-24
Also published as: DK114656B; ES231655A2; CA929298A

Description

Gummiaktig polymer av 1,3-butadien og fremgangsmåte for fremstilling av samme. Rubbery polymer of 1,3-butadiene and method for producing the same.

Denne oppfinnelse angår en gummiaktig This invention relates to a rubbery

polymer av 1,3-butadien dannet ved cis-l,4-addl-sjon, trans-l,4-addisjon og 1,2-addisjon av butadien. polymer of 1,3-butadiene formed by cis-1,4-addition, trans-1,4-addition and 1,2-addition of butadiene.

I litteraturen er beskrevet flere metoder til Several methods are described in the literature

polymerisering av 1,3-butadien, omfattende polymerization of 1,3-butadiene, incl

emulsj onspolymerisasj on, alkalimetall-katalysert emulsion polymerization, alkali metal-catalyzed

polymerisasjon, og alfinkatalysert polymerisasjon. Emulsj onspolymerisasj on av 1,3-butadien polymerization, and alphin-catalyzed polymerization. Emulsion polymerization of 1,3-butadiene

gir en polymer med fra ca. 60 til ca. 80 pst. trans-1,4-addisjon, fra ca. 5 til ca. 20 pst. cis-l,4-addisjon, og fra ca. 15 til ca. 20 pst. 1,2 -addisjon. gives a polymer with from approx. 60 to approx. 80 percent trans-1,4-addition, from approx. 5 to approx. 20 percent cis-1,4-addition, and from approx. 15 to approx. 20 percent 1,2 addition.

Natriumkatalysert polybutadien har fra ca. 60 til Sodium-catalyzed polybutadiene has from approx. 60 more

ca. 75 pst. 1,2-addisjon, idet resten er cis- og about. 75 percent 1,2-addition, the rest being cis- and

trans-l,4-addisjon. Hvis man bruker kalium og trans-1,4-addition. If you use potassium and

andre alkalimetaller som katalysatorer kan de other alkali metals as catalysts they can

siste forhold variere i noen grad, men man har last conditions vary to some extent, but one has

ikke oppnådd noe polybutadien med mer enn not obtained any polybutadiene with more than

ca. 35 pst. cis-l,4-konfigurasjon. Alfinkatalysert about. 35% cis-1,4 configuration. Alfin catalyzed

polybutadien har fra ca. 65 til ca. 75 pst. trans- polybutadiene has from approx. 65 to approx. 75 percent trans-

1,4-addisjon, fra ca. 5 til ca. 10 pst. cis-l,4-addisjon, og fra ca. 20 til ca. 25 pst. 1,2-addisjon. Med hensyn til en mer fullstendig diskusjon av polybutadienets konfigurasjon henvises til en artikkel av J. L. Binder i «Industrial and Engi-neering Chemistry», nr. 46, 1727 (august 1954); 1,4-addition, from approx. 5 to approx. 10 percent cis-1,4-addition, and from approx. 20 to approx. 25% 1,2-addition. For a more complete discussion of the configuration of the polybutadiene, reference is made to an article by J.L. Binder in Industrial and Engineering Chemistry, No. 46, 1727 (August 1954);

Vi har nu oppdaget et nytt og unikt polymer av We have now discovered a new and unique polymer of

1,3-butadien som inneholder høye prosentsatser cis-1,4-konf igurasj on. 1,3-butadiene containing high percentages of the cis-1,4 configuration.

Den nye gummiaktige polymer av 1,3-butadien er dannet ved cis-l,4-addisjon, trans-1,4-addisjon og 1,2-addisjon av butadien, og det karakteristiske ved polymeren er at i det minste 85 pst. av polymeren er dannet ved cis-l,4-addisjon. Den nye polymer kan inneholde opp til 90 pst. og mer med cis-l,4-konfigurasjon. The new rubbery polymer of 1,3-butadiene is formed by cis-1,4-addition, trans-1,4-addition and 1,2-addition of butadiene, and the characteristic of the polymer is that at least 85 per cent. of the polymer is formed by cis-1,4-addition. The new polymer can contain up to 90 percent and more with cis-1,4 configuration.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for fremstilling av dette gummiaktige polymerstoff av 1,3- butadien som inneholder en overvekt av cis-l,4-konfigurasjon, bringes 1,3-butadien i kontakt med en katalysator som dannes ved å blande (a) en forbindelse svarende til formelen RgAl, hvor R er et alkylradikal, og (b) titantetrajodid, hvorved fåes en polymer av 1,3-butadien som inneholder cis-l,4-addisjon, trans-l,4-addisjon og 1,2-addisjon, idet minst 85 pst. av polymeren er dannet ved cis-l,4-addisjon. In the method according to the invention for the production of this rubbery polymeric substance of 1,3-butadiene containing a predominance of cis-1,4-configuration, 1,3-butadiene is brought into contact with a catalyst which is formed by mixing (a) a compound corresponding to the formula RgAl, where R is an alkyl radical, and (b) titanium tetraiodide, whereby a polymer of 1,3-butadiene containing cis-1,4-addition, trans-1,4-addition and 1,2-addition is obtained , with at least 85 per cent of the polymer being formed by cis-1,4-addition.

Ved en særlig gunstig utførelsesform av fremgangsmåten anvendes en katalysator som i det vesentlige består av triisobutyl-aluminium, triethylaluminium eller triisopropylaluminium og titantetrajodid. In a particularly favorable embodiment of the method, a catalyst is used which essentially consists of triisobutylaluminum, triethylaluminum or triisopropylaluminum and titanium tetraiodide.

Det trialkylaluminium som brukes i katalysatorsystemet med titantetrajodid kan gjengis ved formelen R3A1, hvor R er et alkylradikal som fortrinnsvis inneholder opp til og medregnet 6 carbonatomer. Alkylgruppene kan danne enten rette eller grenede kjeder, for eksempel ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl,isobutyl, pentyl, iso-hexyl eller n-hexyl. Videre er det underforstått at alkylgruppene i den førnevnte formel kan være den samme, eller de kan være forskjellige. Det ligger for eksempel innen oppfinnelsens ramme å bruke et trialkylaluminium som diiso-butylmonoethylaluminium i katalysatorkomposisjonen efter oppfinnelsen. De trialkylaluminiumtyper vi foretrekker å bruke i vårt katalysatorsystem er imidlertid triethylaluminium og triisobutylaluminium, fordi disse forbindelser er meget aktive ved arbeidet efter oppfinnelsen. Det er også overveiet innen oppfinnelsen å bruke blandinger av trialkylaluminiumtyper i vårt katalysatorsystem. Det er naturligvis underforstått at mindre mengder av andre stoffer som ikke har noen katalytisk virkning kan være tilstede i systemet uten at man derved avviker fra oppfinnelsens ånd eller ramme. The trialkyl aluminum used in the catalyst system with titanium tetraiodide can be represented by the formula R3A1, where R is an alkyl radical which preferably contains up to and including 6 carbon atoms. The alkyl groups can form either straight or branched chains, for example ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, pentyl, iso-hexyl or n-hexyl. Furthermore, it is understood that the alkyl groups in the aforementioned formula may be the same, or they may be different. It is, for example, within the scope of the invention to use a trialkylaluminum such as diisobutylmonoethylaluminum in the catalyst composition according to the invention. However, the trialkylaluminum types we prefer to use in our catalyst system are triethylaluminum and triisobutylaluminum, because these compounds are very active when working according to the invention. It is also contemplated within the invention to use mixtures of trialkyl aluminum types in our catalyst system. It is of course understood that smaller quantities of other substances which have no catalytic effect can be present in the system without thereby deviating from the spirit or framework of the invention.

Den mengde trialkylaluminium som brukes i katalysatorkomposisjonen efter oppfinnelsen ligger vanlig i området 1,25 til 50 mol pr. mol titantetrajodid. Et forhold som foretrekkes er midlertid fra 1,5 til 35 mol trialkylaluminium pr. mol titantetrajodid. Hvis det brukes triisobutyl-aluminium i katalysatorsystemet er det foretrukne område fra 1,7 til 35 mol triisobutylaluminium pr. mol titantetrajodid. Når det dreier seg om triethylaluminium er det foretrukne forhold fra 1,5 til 10 mol triethylaluminium pr. mol titantetrajodid. Det er blitt funnet at det fåes sterkt forøkede utbytter av polybutadien hvis det brukes en katalysatorkomposisjon som faller innen det foretrukne område. The amount of trialkyl aluminum used in the catalyst composition according to the invention is usually in the range of 1.25 to 50 mol per moles of titanium tetraiodide. A preferred ratio is between 1.5 and 35 mol of trialkylaluminum per moles of titanium tetraiodide. If triisobutyl aluminum is used in the catalyst system, the preferred range is from 1.7 to 35 mol of triisobutyl aluminum per moles of titanium tetraiodide. When it comes to triethylaluminium, the preferred ratio is from 1.5 to 10 mol of triethylaluminum per moles of titanium tetraiodide. It has been found that greatly increased yields of polybutadiene are obtained if a catalyst composition falling within the preferred range is used.

Katalysatorsystemet som anvendes ifølge oppfinnelsen synes å være enestående i flere henseender, særlig med hensyn på de uventede resultater som oppnås. For det første, hvis det brukes til å polymerisere 1,3-butadien, fåes et polybutadien som inneholder en overvekt av cis 1,4-konfigurasjon. Ingen litteraturhenvisninger inneholder noen beskrivelse av en polymer med en konfigurasjon som den som er fremstilt overensstemmende med fremgangsmåten efter denne oppfinnelse. Videre vil andre titanhalogenider enn titantetrajodid ikke gi cis 1,4-polybutadien efter oppfinnelsen, når de brukés sammen med trialkylaluminiumforbindelser til å polymerisere 1,3-butadien. Følgelig synes det foreliggende katalysatorsystem å være i en gruppe for seg selv for så vidt angår fremstilling av cis 1,4-polybutadien. The catalyst system used according to the invention appears to be unique in several respects, particularly with regard to the unexpected results that are achieved. First, if used to polymerize 1,3-butadiene, a polybutadiene containing a predominance of the cis 1,4 configuration is obtained. No literature references contain any description of a polymer with a configuration such as that produced in accordance with the method of this invention. Furthermore, titanium halides other than titanium tetraiodide will not give cis 1,4-polybutadiene according to the invention, when they are used together with trialkyl aluminum compounds to polymerize 1,3-butadiene. Accordingly, the present catalyst system appears to be in a group by itself as far as the production of cis 1,4-polybutadiene is concerned.

Katalysatorsystemet som anvendes ifølge denne oppfinnelse er også enestående i andre henseender enn denne uventede evne til å frem-stille en ny type polymer. Hvis man således bruker katalysatorsystemet til å polymerisere 1,3-butadien, så oppnås kvantitativ omdannelse i lø-pet av minutter, og man får produkter som er gelfri, med en egen viskositet (logaritmisk vis-kositetstall), så høy som 5,5. Man har også funnet at større reaksjonshastigheter og større utbytter er mulige når man polymeriserer 1,3-butadien med det foreliggende katalysatorsystem enn hvis man bruker katalysatorer som inneholder andre titanhalogenider enn titantetrajodid. I denne henseende har man oppnådd pro-duktiviteter større enn 150 kilo polybutadien pr. kilo katalysator. The catalyst system used according to this invention is also unique in other respects than this unexpected ability to produce a new type of polymer. If you thus use the catalyst system to polymerize 1,3-butadiene, quantitative conversion is achieved in the course of minutes, and you get products that are gel-free, with a specific viscosity (logarithmic viscosity number) as high as 5.5 . It has also been found that greater reaction rates and greater yields are possible when 1,3-butadiene is polymerized with the present catalyst system than if catalysts containing titanium halides other than titanium tetraiodide are used. In this respect, productivities greater than 150 kilos of polybutadiene per kilo of catalyst.

Det polybutadien som er fremstilt i henhold til oppfinnelsen er en gummiaktig polymer. Be-tegnelsen «gummiaktig polymer» omfatter elas-tomere, vulkaniserbare polymerstoffer som efter vulkanisering, dvs. kryssbinding, har de egenskaper som normalt forbindes med vulkanisert gummi, heri medregnet stoffer som når de blan-des og modnes viser en reversibel strekkbarhet ved 26,5°C på over 100 prosent av et prøvestykkes opprinnelige lengde, med en tilbaketrekning på minst 90 prosent innen ett minutt efter avlast-ning av det strekk som er nødvendig for å gi 100 prosents forlengelse. De gummiaktige polymerer som er fremstilt overensstemmende msd oppfinnelsen er i det vesentlige lineære, opp-løselige polymere. Med hensyn til oppløselighe-ten av de gummiaktige polymere efter oppfinnelsen, så inneholder de i det vesentlige intet gel slik som det bestemmes ved standardmetoden for gelbestemmelse. Den nedenfor beskrevne fremgangsmåte følges ved denne metode: Hvis gelinnholdet ventes å være under 50 prosent bør den polymerprøve som skal undersøkes på gelinnholdet veie fra 0,10 til 0,13 gram, mens den hvis gelinnholdet antas å være over 50 prosent bør veie fra 0,13 til 0,18 gram. Prøven anbringes i et bur med kalibrert vekt, laget av en 80 mesh 10—8 rustfri stålduk. Buret med polymer-prøven anbringes så i en 125 grams vidhalset flaske hvori pipetteres 100 ml benzen av analy-tisk renhetsgrad. Flasken lukkes så tett med en gjenget kapsel forsynt med en kartongpakning og beskyttet med en sirkel av aluminiumfoliel Flasken settes så i mørke i minst 24 timer, men helst ikke mer enn 48 timer. Ingen rysting eller omrøring tillates under denne oppløsningspe-riode. Ved slutten av denne tid trekkes buret opp av flasken og settes i en vidhalset 60 -ml flaske. Vekten av det gel som kleber til buret bestemmes og uttrykkes som oppsvellet gel. Buret med gelet blir så tørret i en vakuumovn som holdes ved en temperatur mellom 70 og 80 °C, hvorpå vekten av det tørre gel bestemmes. Gelet beregnes så som vektprosent gummiaktig polymer som er uoppløselig i benzen. Svellingsindek-sen beregnes som vektforholdet mellom oppsvellet gel og tørt gel. The polybutadiene produced according to the invention is a rubbery polymer. The term "rubbery polymer" includes elastomers, vulcanizable polymer substances which, after vulcanisation, i.e. cross-linking, have the properties normally associated with vulcanised rubber, including substances which, when mixed and matured, show a reversible stretchability at 26, 5°C in excess of 100 per cent of a test piece's original length, with a retraction of at least 90 per cent within one minute after relieving the tension necessary to give 100 per cent elongation. The rubbery polymers produced in accordance with the present invention are essentially linear, soluble polymers. With regard to the solubility of the rubbery polymers according to the invention, they essentially contain no gel as determined by the standard method for gel determination. The procedure described below is followed by this method: If the gel content is expected to be below 50 percent, the polymer sample to be examined for gel content should weigh from 0.10 to 0.13 grams, while if the gel content is assumed to be over 50 percent, it should weigh from 0 .13 to .18 grams. The sample is placed in a cage with a calibrated weight, made of an 80 mesh 10-8 stainless steel cloth. The cage with the polymer sample is then placed in a 125 gram wide-necked bottle into which 100 ml of analytical grade benzene is pipetted. The bottle is then tightly closed with a threaded cap fitted with a cardboard seal and protected with a circle of aluminum foil. The bottle is then placed in the dark for at least 24 hours, but preferably no more than 48 hours. No shaking or stirring is allowed during this dissolution period. At the end of this time, the cage is pulled out of the bottle and placed in a wide-necked 60 ml bottle. The weight of the gel adhering to the cage is determined and expressed as swollen gel. The cage with the gel is then dried in a vacuum oven maintained at a temperature between 70 and 80 °C, after which the weight of the dry gel is determined. The gel is then calculated as weight percent rubbery polymer which is insoluble in benzene. The swelling index is calculated as the weight ratio between swollen gel and dry gel.

Polymeriseringsmetoden efter denne oppfinnelse kan praktiseres ved enhver temperatur i området mellom null og 150°C, men det foretrekkes å arbeide i området 10 til 50°C. Det foretrekkes å gjennomføre polymeriseringen i nærvær av et inert hydrocarbonfortynningsmiddel, selv om polymeriseringen kan gjennomføres uten bruk av et slikt fortynningsmiddel Polymerisasjonsreaksjonen kan gjennomføres under kom-ponentenes eget trykk eller ethvert trykk som er tilstrekkelig til å holde reaksjonsblandingen i det vesentlige i flytende fase. Trykket vil således avhenge av det spesielle fortynningsmiddel som brukes og den temperatur hvorved polymerisasjonen utføres. Men høyere trykk kan brukes hvis så ønskes, idet slike trykk kan oppnåes ved enhver passende metode, såsom å sette reaktoren under trykk med en gass som er inert med hensyn til polymerisasjonsreaksjonen. The polymerization method according to this invention can be practiced at any temperature in the range between zero and 150°C, but it is preferred to work in the range 10 to 50°C. It is preferred to carry out the polymerization in the presence of an inert hydrocarbon diluent, although the polymerization can be carried out without the use of such a diluent. The polymerization reaction can be carried out under the components' own pressure or any pressure which is sufficient to keep the reaction mixture essentially in liquid phase. The pressure will thus depend on the particular diluent used and the temperature at which the polymerization is carried out. However, higher pressures may be used if desired, such pressures being obtainable by any suitable method, such as pressurizing the reactor with a gas which is inert with respect to the polymerization reaction.

Den mengde katalysatorkomposisjon efter The amount of catalyst composition according to

oppfinnelsen som brukes ved polymerisering av 1,3-butadien kan variere over et bredt område. Konsentrasjonen av den totale katalysatorkomposisjon ligger alminnelig i området ca. 0,05 til 10,0 vektprosent, eller høyere, fortrinnsvis i området 0,05 til 5 vektprosent i forhold til totalmengden av 1,3-butadien som innføres i polyme-risasjonsreaktoren. Ved de lavere molforhold for the invention used in the polymerization of 1,3-butadiene can vary over a wide range. The concentration of the total catalyst composition is generally in the range of approx. 0.05 to 10.0 percent by weight, or higher, preferably in the range of 0.05 to 5 percent by weight in relation to the total amount of 1,3-butadiene introduced into the polymerization reactor. At the lower molar ratios for

trialkylaluminium til titantetrajodid er det i alminnelighet ofte ønskelig å arbeide over mi-nimumsnivået for katalysatorkonsentrasjonen. trialkyl aluminum to titanium tetraiodide, it is generally often desirable to work above the minimum level for the catalyst concentration.

Fortynningsmidler passende til bruk ved po-lymeriseringsprosessen er hydrocarboner som Diluents suitable for use in the polymerization process are hydrocarbons such as

ikke er skadelige for polymerisasjonsreaksjonen og som er flytende under reaksjonsbetingelsene. Passende fortynningsmidler omfatter aromatiske forbindelser som benzen, toluen, xylen, ethyl-benzen og blandinger av disse. Det ligger også innen oppfinnelsens ramme å bruke paraffiner med rette eller grenede kjeder som inneholder opp til og medregne* 10 carbonatomer pr. mole-kyl. Eksempler på paraffiner som kan brukes omfatter propan, normalt butan, normalt pen-tan, isopentan, normalt hexan, isohexan, 2,2,4-trimethylpentan(isooktan), normalt decan, og lignende. Man kan også bruke blandinger av disse paraffiner som fortynningsmidler under arbeidet efter denne oppfinnelse. Cykloparaf-finer som cyklohexaner kan også brukes, selv om de er mindre ønskelige enn de andre fortynningsmidler. Videre kan man bruke blandinger av hvilke som helst av de før nevnte hydrocarboner som fortynningsmidler. are not harmful to the polymerization reaction and which are liquid under the reaction conditions. Suitable diluents include aromatic compounds such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene and mixtures thereof. It is also within the scope of the invention to use paraffins with straight or branched chains containing up to and including* 10 carbon atoms per mole cool. Examples of paraffins that can be used include propane, normal butane, normal pentane, isopentane, normal hexane, isohexane, 2,2,4-trimethylpentane (isooctane), normal decane, and the like. Mixtures of these paraffins can also be used as diluents during the work according to this invention. Cycloparaffins such as cyclohexanes can also be used, although they are less desirable than the other diluents. Furthermore, mixtures of any of the aforementioned hydrocarbons can be used as diluents.

Arbeidet efter denne oppfinnelse kan utfø-res som en porsjonsprosess ved å innføre 1,3-butadien i en reaktor som inneholder katalysator og fortynningsmiddel, eller prosessen kan utføres kontinuerlig ved å opprettholde den førnevnte konsentrasjon av reagerende bestanddeler gjennom en passende oppholdstid. Oppholdstiden i en kontinuerlig prosess vil naturligvis variere innen temmelig vide grenser avhengig av slike variable som temperatur, trykk, forholdet mellom katalysatorkomponentene og katalysator - konsentrasjonene. Under en kontinuerlig prosess vil oppholdstiden i alminnelighet falle innen et område fra ett sekund til en time hvis man bruker de betingelser som faller innen de angitte områder. Hvis man bruker en porsjonsprosess kan reaksjonstiden være så lang som 24 eller mer. The work according to this invention can be carried out as a batch process by introducing 1,3-butadiene into a reactor containing catalyst and diluent, or the process can be carried out continuously by maintaining the aforementioned concentration of reacting components through a suitable residence time. The residence time in a continuous process will naturally vary within fairly wide limits depending on such variables as temperature, pressure, the ratio between the catalyst components and the catalyst concentrations. During a continuous process, the residence time will generally fall within a range from one second to one hour if one uses the conditions that fall within the specified ranges. If a batch process is used, the reaction time can be as long as 24 or more.

Det kjennes flere stoffer som er ødeleggende for katalysatorkomposisjonen efter oppfinnelsen. Disse stoffer omfatter carbondioxyd, oxygen og vann. Det er derfor meget ønskelig at 1,3-butadienet befries for disse stoffer, og likeså for andre stoffer som kan inaktivere katalysatoren. Ethvert kjent middel til å fjerne disse forurensninger kan brukes. Videre, når det brukes et fortynningsmiddel i prosessen, foretrekkes det at dette stoff i det vesentlige er fritt for slike forurensninger som vann, oxygen og lignende. I denne forbindelse er det ønskelig å fjerne luft og fuktighet fra reaksjonskaret hvor polymerisasjonen utføres. Selv om man foretrekker å gjennomføre polymerisasjonen under vannfri eller i alt vesentlig vannfrie betingelser er det underforstått at det kan tåles noe vann i reaksjonsblandingen. Man har således funnet at man kan få tilfredsstillende polymerisasjons-hastigheter hvis det finnes så meget som 500 til 1000 deler vann pr. 1 000 000 deler reaktorcharge i reaktoren. Det må imidlertid forståes at den vannmengde som kan tåles i reaksjonsblandingen må være utilstrekkelig til fullstendig å inaktivere katalysatoren. Several substances are known which are destructive to the catalyst composition according to the invention. These substances include carbon dioxide, oxygen and water. It is therefore highly desirable that the 1,3-butadiene is freed from these substances, and likewise from other substances that can inactivate the catalyst. Any known means for removing these contaminants can be used. Furthermore, when a diluent is used in the process, it is preferred that this substance is essentially free of such contaminants as water, oxygen and the like. In this connection, it is desirable to remove air and moisture from the reaction vessel where the polymerization is carried out. Although one prefers to carry out the polymerization under anhydrous or substantially anhydrous conditions, it is understood that some water can be tolerated in the reaction mixture. It has thus been found that satisfactory polymerization rates can be obtained if there is as much as 500 to 1000 parts of water per 1,000,000 parts of reactor charge in the reactor. However, it must be understood that the amount of water that can be tolerated in the reaction mixture must be insufficient to completely inactivate the catalyst.

Når polymerisasjonsreaksjonen.er ferdig ved en porsjonsprosess, blir hele reaksjonsblandingen behandlet for å inaktivere katalysatoren og felle ut den gummiaktige polymer, for eksempel ved å tilsette en alkohol. Polymeren skilles så fra alkohol og fortynningsmiddel på enhver passende måte, som ved dekantering eller filtrering. For å rense den gummiaktige polymer kan den utfelte polymer oppløses påny i et passende fortynningsmiddel og så igjen felles ut ved tilsetning av en alkohol. Polymeren skilles igjen fra som før angitt, og tørres så. Ethvert fortynningsmiddel som er nevnt i det foregående kan brukes under denne renseoperasjon for påny å oppløse den polymere. Hvis arbeidet efter oppfinnelsen drives kontinuerlig pumpes hele av- . løpet fra reaktoren til en sone for inaktivering av katalysatoren hvor avløpet bringes i kontakt med et passende katalysatorinaktiverende stoff, såsom en alkohol. Hvis det brukes en alkohol til å inaktivere katalysatoren tjener den også til å felle ut polymeren. Hvis det brukes andre katalysatorinaktiverende stoffer som ikke opp-fyller denne dobbeltfunksjon er det også nød-vendig å tilsette et passende stoff som for eksempel en alkohol for å felle ut polymeren. Fortynningsmiddel og alkohol skilles så fra den polymere ved filtrering eller på annen passende måte og tørres så. Den gummiaktige polymer kan også oppløses igjen og påny felles ut som foran beskrevet for å rense stoffet. Fortynningsmiddel og alkohol kan skilles, for eksempel ved fraksjonert destillasjon, og brukes om igjen i prosessen. Det ligger også innen oppfinnelsens ramme å bruke et antioksydasjonsmiddel som fenyl-beta-nafthylamin, når man arbeider efter denne oppfinnelse, for å hindre oksydasjon av den gummiaktige polymer. Antioksydasjonsmid-iet kan tilsettes til reaksjonsblandingen forut for utfellingen av den polymere, til den oppløs-ning som inneholder den gjenoppløste polymer, eller til fortynningsmidlet som polymerstoffet for annen gang skal oppløses i. When the polymerization reaction is complete by a batch process, the entire reaction mixture is treated to inactivate the catalyst and precipitate the rubbery polymer, for example by adding an alcohol. The polymer is then separated from the alcohol and diluent by any suitable means, such as by decantation or filtration. To purify the rubbery polymer, the precipitated polymer can be redissolved in a suitable diluent and then precipitated again by the addition of an alcohol. The polymer is separated again as previously indicated, and then dried. Any diluent mentioned above can be used during this cleaning operation to redissolve the polymer. If the work according to the invention is operated continuously, the whole is pumped off. the flow from the reactor to a catalyst inactivation zone where the effluent is contacted with a suitable catalyst inactivating substance such as an alcohol. If an alcohol is used to inactivate the catalyst it also serves to precipitate the polymer. If other catalyst-inactivating substances are used that do not fulfill this dual function, it is also necessary to add a suitable substance such as an alcohol to precipitate the polymer. Diluent and alcohol are then separated from the polymer by filtration or other suitable means and then dried. The gummy polymer can also be dissolved again and re-precipitated as described above to clean the substance. Diluent and alcohol can be separated, for example by fractional distillation, and reused in the process. It is also within the scope of the invention to use an antioxidant such as phenyl-beta-naphthylamine, when working according to this invention, to prevent oxidation of the rubbery polymer. The antioxidant can be added to the reaction mixture prior to the precipitation of the polymer, to the solution containing the redissolved polymer, or to the diluent in which the polymer is to be dissolved for a second time.

De gummiaktige polymerer som fremkommer når 1,3-butadien polymeriseres ved fremgangsmåten efter denne oppfinnelse, kan kom-bineres efter enhver av de kjente metoder som tidligere er blitt brukt til sammensetning av naturgummi. Vulkaniseringsakseleratorer, for-sterkende midler og fyllstoffer som er blitt brukt i naturgummi kan likeledes brukes når man sammensetter polymeren efter oppfinnelsen. The rubbery polymers that result when 1,3-butadiene is polymerized by the method according to this invention can be combined according to any of the known methods that have previously been used for the composition of natural rubber. Vulcanization accelerators, reinforcing agents and fillers that have been used in natural rubber can likewise be used when composing the polymer according to the invention.

Det cis 1,4-polybutadien som er fremstilt i henhold til oppfinnelsen har fysiske egenskaper som gjør det overlegent overfor vanlige synte-tiske gummiarter. Siden vanlig syntetisk gummi viser høy hysterese, dvs. høy varmeoppbygning, er det ikke særlig tilfredsstillende til visse slags bruk, for eksempel til fremstilling av lastebildekk. De store påkjenninger som lastebildekk er utsatt for gjør at slike dekk som lages av vanlig syntetisk gummi blir usedvanlig varme, hvilket kan føre til at de eksploderer i noen tilfeller. Av denne grunn blir lastebildekk nes-ten utelukkende laget av høygradig naturgummi som har lave hystereseegenskaper. Man har nu funnet at cis 1,4-polybutadien efter denne oppfinnelse i vulkanisert gummimateriale viser lavere hysterese enn vanlig syntetisk gummi. Denne egenskap hos den nye polymer efter oppfinnelsen gjør det særlig egnet som erstatning for naturgummi ved fremstilling av lastebildekk for tungt arbeide. Dette cis 1,4-polybutadien, an-vendt i vulkanisert gummimateriale, viser også høyere fj æring, lavere frysepunkt, lettere ned-brytning under valsing, og høyere strekkstyrke ved 92,5°C enn vanlig emulsjonspolymerisert polybutadien. The cis 1,4-polybutadiene produced according to the invention has physical properties which make it superior to ordinary synthetic rubbers. Since ordinary synthetic rubber shows high hysteresis, i.e. high heat build-up, it is not very satisfactory for certain types of use, for example in the manufacture of truck tyres. The high stresses that truck tires are exposed to means that such tires made of ordinary synthetic rubber become exceptionally hot, which can cause them to explode in some cases. For this reason, truck tires are almost exclusively made of high-grade natural rubber that has low hysteresis properties. It has now been found that cis 1,4-polybutadiene after this invention in vulcanized rubber material shows lower hysteresis than ordinary synthetic rubber. This property of the new polymer according to the invention makes it particularly suitable as a substitute for natural rubber in the production of truck tires for heavy work. This cis 1,4-polybutadiene, used in vulcanized rubber material, also shows higher suspension, lower freezing point, easier breakdown during rolling, and higher tensile strength at 92.5°C than ordinary emulsion polymerized polybutadiene.

En mer fullstendig forståelse av denne oppfinnelse kan fåes ved gjennomgåelse av de føl-gende illustrerende eksempler. A more complete understanding of this invention can be obtained by reviewing the following illustrative examples.

Eksempel 1. Example 1.

Det ble gjort et antall forsøk hvor 1,3-butadien ble polymerisert til en gummiaktig polymer ved katalytisk polymerisasjon med bruk av et katalysatorsystem omfattende triisobutyl-aluminium og titantetrajodid. Disse forsøk ble gjennomført efter følgende fremgangsmåte. A number of experiments were carried out where 1,3-butadiene was polymerized into a rubbery polymer by catalytic polymerization using a catalyst system comprising triisobutyl aluminum and titanium tetraiodide. These experiments were carried out according to the following procedure.

Benzen ble innført i en vanlig literflaske, hvorpå det ble tilsatt en viss mengde triisobutyl-aluminium. Dette triisobutylaluminium ble tilsatt i form av en oppløsning i cirka 2 ml av et hydrocarbon. Efter denne tilsetning ble noe titantetrajodid innført i flasken, hvorpå denne ble satt i et isbad for å fryse innholdet i flasken. Så ble 1,3-butadien innført i flasken. Under til-setningen av katalysatorkomponentene og butadienet ble damprommet i flasken kontinuerlig spylt med nitrogen. Efter at disse stoffer var tilsatt ble flasken lukket med et neoprenlokk, og en gjennomhullet kronekork ble presset på slik at en del av neoprenlokket var blottlagt. Flasken ble så satt i et bad ved 30°C og tumlet i dette bad i to timer. Derpå ble flasken tatt ut, og det ble bemerket at innholdet hadde viskøs karakter. Flaskens innhold ble så helt i en liter isopropylalkohol, og den fremkomne blanding omrørt om-hyggelig. Det tilstedeværende polymerstoff falt ut, og dette gummiaktige polymerstoff ble fjer-net og tørret i en vakuumovn. Polymerutbyttet og prosent omdannelse ble så beregnet. The benzene was introduced into an ordinary liter bottle, after which a certain amount of triisobutyl aluminum was added. This triisobutylaluminum was added in the form of a solution in approximately 2 ml of a hydrocarbon. After this addition, some titanium tetraiodide was introduced into the bottle, after which it was placed in an ice bath to freeze the contents of the bottle. Then 1,3-butadiene was introduced into the bottle. During the addition of the catalyst components and the butadiene, the vapor space in the bottle was continuously flushed with nitrogen. After these substances had been added, the bottle was closed with a neoprene lid, and a perforated crown cap was pressed on so that part of the neoprene lid was exposed. The bottle was then placed in a bath at 30°C and tumbled in this bath for two hours. The bottle was then taken out, and it was noted that the contents were of a viscous nature. The contents of the bottle were then poured into one liter of isopropyl alcohol, and the resulting mixture stirred thoroughly. The polymer material present precipitated out, and this rubbery polymer material was removed and dried in a vacuum oven. The polymer yield and percent conversion were then calculated.

Polymerstoffet ble så behandlet for å bestemme dets gelinnhold efter den standard gel-bestemmelsesmetode som er beskrevet i det foregående. Oppløsningen av polymer i benzen som fremkommer når polymerstoffet under denne prøve oppløses i benzen måles for å bestemme viskositeten, og denne viskositet betraktes som polymerens egenviskositet (logaritmisk viskosi-tetstall. Når man måler egenviskositet efter denne metode bør det erindres at denne ikke omfatter den del av polymeren som er uoppløselig (gel). The polymer material was then processed to determine its gel content according to the standard gel determination method described above. The solution of polymer in benzene that occurs when the polymer substance under this test is dissolved in benzene is measured to determine the viscosity, and this viscosity is considered the polymer's intrinsic viscosity (logarithmic viscosity number. When measuring intrinsic viscosity according to this method, it should be remembered that this does not include the part of the polymer which is insoluble (gel).

De ovenfor beskrevne forsøk ble utført i henhold til den følgende polymerisasjonsresept: The experiments described above were carried out according to the following polymerization recipe:

Polymerisasjonsresept. Polymerization recipe.

Ved de forsøk som ble utført efter den ovenfor beskrevne fremgangsmåte og polymerisa-sjonsresepter ble mengden av hver av de enkelte katalysatorkomponenter variert for å variere molforholdet mellom triisobutylaluminium og titantetrajodid. Resultatene av disse forsøk er gjengitt nedenfor i tabell I. In the experiments carried out according to the method and polymerization recipes described above, the amount of each of the individual catalyst components was varied in order to vary the molar ratio between triisobutylaluminum and titanium tetraiodide. The results of these tests are reproduced below in Table I.

Eksempel 2. Example 2.

Det ble gjort en rekke forsøk hvor 1,3-butadien ble polymerisert til gummiaktig polymer med et katalysatorsystem omfattende triethylaluminium og titantetrajodid. Den fremgangsmåte som ble brukt til disse forsøk er gjengitt i det følgende. A number of experiments were carried out where 1,3-butadiene was polymerized into a rubbery polymer with a catalyst system comprising triethylaluminum and titanium tetraiodide. The procedure that was used for these experiments is reproduced in the following.

Benzen, en viss mengde titantetrajodid, og en viss mengde triethylaluminium ble innført i en alminnelig 1-liters flaske under spyling med nitrogen. Triethylaluminiumet ble tilsatt i form av en oppløsning i ca. 2 ml av et hydrocarbon. Efter at disse stoffer var innført ble flasken lukket med et neoprenlokk og en kronekork som var gjennomhullet slik at en del av neoprenlokket var blottlagt. 1,3-butadienet ble så innført i flasken ved hjelp av en sprøyte som ble ført inn gjennom neoprenlokket. Flasken ble så satt i et bad ved 30°C. og tumlet i dette bad i en tid som var forskjellig for hvert enkelt forsøk. Efter denne tid ble flasken tatt ut, og innholdet tømt ned i en liter isopropylalkohol. Blandingen av isopropylalkohol, benzen og polymer ble så omrørt kraftig. Det tilstedeværende polymerstoff falt ut, og dette polymerstoff ble utvunnet og tørret i en vakuumovn. Polymerstoffet fra hvert av disse forsøk ble veiet for å bestemme utbyttet og omdannelsesgraden, hvorpå polymerstoffet fra hvert forsøk ble undersøkt på gelinnhold og egenviskositet. Bestemmelsen av gel og egenviskositet ble utført efter den stan-dardmetode som er beskrevet foran. Benzene, a certain amount of titanium tetraiodide, and a certain amount of triethylaluminum were introduced into an ordinary 1-liter bottle under a nitrogen purge. The triethyl aluminum was added in the form of a solution in approx. 2 ml of a hydrocarbon. After these substances had been introduced, the bottle was closed with a neoprene lid and a crown cap which was perforated so that part of the neoprene lid was exposed. The 1,3-butadiene was then introduced into the bottle by means of a syringe which was inserted through the neoprene cap. The bottle was then placed in a bath at 30°C. and wallowed in this bath for a time that was different for each individual trial. After this time, the bottle was taken out, and the contents emptied into a liter of isopropyl alcohol. The mixture of isopropyl alcohol, benzene and polymer was then stirred vigorously. The polymer material present precipitated out, and this polymer material was recovered and dried in a vacuum oven. The polymer material from each of these trials was weighed to determine the yield and degree of conversion, after which the polymer material from each trial was examined for gel content and intrinsic viscosity. The determination of gel and intrinsic viscosity was carried out according to the standard method described above.

De forsøk som er utført efter den foran beskrevne fremgangsmåte ble gjort overensstemmende med følgende polymerisasjonsresept. The experiments carried out according to the method described above were carried out in accordance with the following polymerization recipe.

Polymerisasjonsresept. Polymerization recipe.

Resultatene av et antall av disse forsøk er gjengitt i nedenstående tabell II. The results of a number of these experiments are reproduced in Table II below.

Ved ovenstående forsøk var alle prøver gelfri. In the above experiments, all samples were gel-free.

Det ble prøvet å polymerisere isopren med det katalysatorsystem som ble brukt i de foregående forsøk. Samme polymerisasjonsresept som foran beskrevet ble brukt, når unntas at isopren ble brukt istedenfor butadien. Ved isopren-forsøkene ble motforholdet TEA/TTJ variert i området 1,0—9,8:1. Ingen av disse kombinasjo-ner ga dannelse av noen polymer som var uopp-løselig i isopropylalkohol. Disse eksperimenter utmerket seg ved hurtig utvikling av en jodlig-nende farve i reaksjonsblandingen, hvilket fe-nomen ikke kunne iakttas ved identiske forsøk med butadien. Når disse forsøk slo feil kan det ikke henføres til forurensninger i reagensene siden det ved tilsvarende kontrolleksperimenter ble dannet polyisopren med 18 prosent omdannelse ved bruk av et katalysatorsystem bestående av triethylaluminium og titantetraklorid, og polybutadien ble dannet med 98 prosent omdannelse ved initiering med triethylaluminium og titantetrajodid. An attempt was made to polymerize isoprene with the catalyst system used in the previous experiments. The same polymerization recipe as described above was used, except that isoprene was used instead of butadiene. In the isoprene experiments, the counter ratio TEA/TTJ was varied in the range 1.0-9.8:1. None of these combinations produced any polymer which was insoluble in isopropyl alcohol. These experiments were distinguished by the rapid development of an iodine-like color in the reaction mixture, which phenomenon could not be observed in identical experiments with butadiene. When these experiments failed, it cannot be attributed to contamination in the reagents since, in corresponding control experiments, polyisoprene was formed with 18 percent conversion using a catalyst system consisting of triethylaluminum and titanium tetrachloride, and polybutadiene was formed with 98 percent conversion when initiated with triethylaluminum and titanium tetraiodide .

Eksempel 3. Example 3.

(Sammenligningseksempel). (Comparison example).

Det ble gjort et antall forsøk hvor det ble prøvet å polymerisere 1,3-butadien til gummiaktig polymer med et katalysatorsystem omfattende triethylaluminium og titantetrafluorid. Disse forsøk ble gjennomført ved i alt vesentlig å følge den samme fremgangsmåte som er beskrevet foran, og med bruk av nedenstående resept. A number of experiments were carried out where it was tried to polymerize 1,3-butadiene into a rubbery polymer with a catalyst system comprising triethylaluminum and titanium tetrafluoride. These experiments were carried out by essentially following the same procedure as described above, and using the recipe below.

Resept. Prescription.

Det ble gjort polymerisasjonsforsøk med TEA/TTF molforhold 1.95, 1.33, 1.29, 1.16, 1.08, 0.98, 0.96, og 0.91. I løpet av 16 timer fremkom intet polymer i noen av disse forsøk. Polymerization experiments were carried out with TEA/TTF molar ratios 1.95, 1.33, 1.29, 1.16, 1.08, 0.98, 0.96, and 0.91. Within 16 hours, no polymer appeared in any of these experiments.

Eksempel 4. Example 4.

(Sammenligningseksempel). (Comparison example).

Det ble gjort en rekke forsøk hvor 1,3-butadien ble polymerisert til gummiaktig polymerstoff med et katalysatorsystem bestående av triisobutylaluminium og titantetraklorid. Disse forsøk ble utført for å gi en sammenligning mellom katalysatorsystemet triisobutylaluminium og titantetraklorid og systemet med triisobutylaluminium og titantetrajodid. Disse forsøk ble gjen-nomført efter følgende fremgangsmåte: Benzen, en porsjon triisobutylaluminium og en porsjon A number of experiments were carried out where 1,3-butadiene was polymerized into a rubbery polymer substance with a catalyst system consisting of triisobutylaluminum and titanium tetrachloride. These experiments were conducted to provide a comparison between the triisobutylaluminum and titanium tetrachloride catalyst system and the triisobutylaluminum and titanium tetraiodide system. These experiments were carried out according to the following procedure: Benzene, a portion of triisobutylaluminum and a portion

titantetraklorid ble innført i en vanlig 1-liters titanium tetrachloride was introduced into a regular 1-liter

flaske på samme måte som nevnt i eksempel III. Triisobutylaluminium ble tilsatt som en oppløs-ning i cirka 2 ml av et hydrocarbon. Flasken ble så lukket med et neoprenlokk og kronekork som før omtalt, og flasken anbragt i et bad ved 30°C. Flasken ble så tumlet i dette bad i fire timer. Efter polymeriseringen ble flasken åpnet, og polymer utvunnet på samme måte som i eksempler 1, 2 og 3. Polymeren ble så . prøvet på egen viskositet, gel og svellingsindeks. Forut for disse bestemmelser ble polymerutbyttet bestemt og omdannelsesgraden beregnet. bottle in the same way as mentioned in example III. Triisobutylaluminum was added as a solution in approximately 2 ml of a hydrocarbon. The bottle was then closed with a neoprene lid and crown cap as mentioned before, and the bottle placed in a bath at 30°C. The bottle was then tumbled in this bath for four hours. After the polymerization, the bottle was opened, and polymer extracted in the same way as in examples 1, 2 and 3. The polymer was then . tested on its own viscosity, gel and swelling index. Prior to these determinations, the polymer yield was determined and the degree of conversion calculated.

Polymerisasjonsforsøkene ble utført efter den foran beskrevne fremgangsmåte og med bruk av følgende polymerisasjonsresept: The polymerization experiments were carried out according to the procedure described above and using the following polymerization recipe:

Polymerisasjonsresept. Polymerization recipe.

Resultatene av disse forsøk er gjengitt nedenfor i tabell III. The results of these tests are reproduced below in Table III.

Det sees at den polymer som er fremstilt med en katalysator bestående av triisobutylaluminium og titantetraklorid har et høyt gelinnhold i sammenligning med de gummiaktige polymerer efter den foreliggende oppfinnelse som i alt vesentlig er gelfri. Man vil videre legge merke til at i alminnelighet oppnåes meget høyere omdannelser med en katalysator efter denne oppfinnelse enn med den katalysator som er brukt i dette eksempel. It can be seen that the polymer produced with a catalyst consisting of triisobutylaluminum and titanium tetrachloride has a high gel content in comparison with the rubbery polymers according to the present invention which are essentially gel-free. It will also be noted that, in general, much higher conversions are achieved with a catalyst according to this invention than with the catalyst used in this example.

Eksempel 5. Example 5.

Et antall av de polymerer som er fremstilt ved de polymerisasjonsforsøk som er beskrevet i de foregående eksempler ble undersøkt ved infrarød analyse. Dette arbeide ble utført for å bestemme den prosentdel av polymeren som er dannet ved cis 1,4-addisjon, trans 1,4-addisjon og 1,2-addisjon av butadienet. A number of the polymers produced by the polymerization experiments described in the preceding examples were examined by infrared analysis. This work was carried out to determine the percentage of polymer formed by cis 1,4-addition, trans 1,4-addition and 1,2-addition of the butadiene.

Polymerene ble oppløst i carbondisulfid til en oppløsning med 20 gram polymer pr. liter opp-løsning (prosent transmisjon) ble så bestemt i et vanlig infrarødt-spektrometer. The polymers were dissolved in carbon disulphide to a solution with 20 grams of polymer per liter of solution (percent transmission) was then determined in a conventional infrared spectrometer.

Prosentdelen av den totale umettethet som var tilstede som trans 1,4-addisjon ble beregnet efter den følgende ligning=J!l hvor (- The percentage of the total unsaturation that was present as trans 1,4-addition was calculated according to the following equation=J!l where (-

\tc \tc

= ekstinksjonskoeffisient (liter-mol— i-mik-ron—'); E = ekstinksjon (log I/I); t = lengde (mikron); og c = konsentrasjon (mol dobbeltbinding/liter). Ekstinksjonen ble bestemt på 10,35 mikronbåndet og den ekstinksjonskoeffisient som ble brukt var 1,21 x 10—2 (liter-mol— 1-mikron— l). = extinction coefficient (liter-mole— i-micron—'); E = extinction (log I/I); t = length (micron); and c = concentration (mol double bond/litre). Extinction was determined in the 10.35 micron band and the extinction coefficient used was 1.21 x 10 -2 (liter-mole-1-micron-l).

Den prosentdel av den totale umettethet som-fantes som 1,2- (eller vinyl) ble beregnet The percentage of total unsaturation found as 1,2- (or vinyl) was calculated

efter den ovenstående ligning med bruk av 11,0 mikronbåndet og en ekstinksjonskoeffisient på 1,52 x 10-2 (liter-mol—<T->mikron-i). according to the above equation using the 11.0 micron band and an extinction coefficient of 1.52 x 10-2 (liter-mole—<T->micron-i).

Den prosentdel av den totale umettethet som var tilstede som cis 1,4- ble bestemt med å subtrahere trans 1,4- og 1,2 (vinyl) bestemt efter de førnevnte metoder fra den teoretiske umettethet som forutsetter en dobbeltbinding for hver C4-enhet i polymerstoffet. The percentage of total unsaturation present as cis 1,4- was determined by subtracting trans 1,4- and 1,2 (vinyl) determined by the aforementioned methods from the theoretical unsaturation assuming a double bond for each C4 unit in the polymer substance.

De polymerer som ble undersøkt ble fremstilt ved polymerisasjonsforsøk som ble utført efter de følgende resepter. The polymers that were examined were produced by polymerization experiments that were carried out according to the following recipes.

Resepter. Recipes.

Resultatene av disse forsøk er gjengitt i den føl-gende tabell IV. The results of these experiments are reproduced in the following table IV.

Ved undersøkelse av ovenstående data sees at det polybutadien som er fremstilt overensstemmende med denne oppfinnelse inneholder minst 85 prosent og opp til 90 prosent og mer med cis 1,4-addisjon. Upon examination of the above data, it is seen that the polybutadiene produced in accordance with this invention contains at least 85 percent and up to 90 percent and more of cis 1,4 addition.

Eksempel 6. Example 6.

Det ble gjort en rekke forsøk med katalysatorsystemet fra eksempel 1. I disse forsøk ble totalmengden av tilstedeværende katalysator, triisobutylaluminium og titantetrajodid, variert. I tillegg til dette ble den mengde fortynningsmiddel som ble brukt redusert til under 440 vekt-deler i flere av disse forsøk for å bestemme virk-ningen av reduserte mengder av fortynningsmiddel på polymerisasjonen. A number of experiments were carried out with the catalyst system from example 1. In these experiments, the total amount of catalyst present, triisobutylaluminum and titanium tetraiodide, was varied. In addition to this, the amount of diluent used was reduced to less than 440 parts by weight in several of these trials to determine the effect of reduced amounts of diluent on polymerization.

Forsøkene ble gjort efter følgende polymerisasjonsresept: The experiments were carried out according to the following polymerization recipe:

Polymerisasjonsresept. Polymerization recipe.

Resultatene av et antall av disse forsøk er gjengitt nedenfor i tabell V. The results of a number of these experiments are reproduced below in Table V.

I ovenstående forsøk var det ingen av polymerene som inneholdt gel. In the above experiments none of the polymers contained gel.

Eksempel 7. Example 7.

Polymerprøver fra fjorten polymerisasjons-forsøk, hvor det var blitt brukt et katalysatorsystem bestående av triisobutylaluminium (T-BA) og titantetrajodid (TTJ) ble blandet sammen. Alle de polymere i denne blanding hadde en egen viskositet mellom 2,0 og 3,0, og blandin-gens Mooney-viskositet var 57 (ML-4). De prøver som ble blandet veide fra 3 til 14 gram hver. Molforholdene for TBA/TTJ i de forsøk som prøvene var tatt fra lå alle innen området 2,0 til 8,3, mens mesteparten var utført med et molforhold TBA/TTJ fra 4,0 til 5,0. Totalmengden av katalysator som var tilstede i hvert av disse forsøk falt innen omrrådet 0,016 til 0,033 vekts- prosent i forhold til 1,3-butadienet. På lignende aluminium og titantetraklorid. Data for disse måte ble det blandet sammen polymerprøver fra forsøk er gjengitt nedenfor i tabell VI. Disse tre polymerisasjonsforsøk hvor det var blitt forsøk var blitt utført på samme måte som be-brukt en katalysator bestående av tri-isobutyl- skrevet i eksempel IV. Polymer samples from fourteen polymerization trials, where a catalyst system consisting of triisobutylaluminum (T-BA) and titanium tetraiodide (TTJ) had been used, were mixed together. All the polymers in this mixture had an intrinsic viscosity between 2.0 and 3.0, and the Mooney viscosity of the mixture was 57 (ML-4). The samples that were mixed weighed from 3 to 14 grams each. The molar ratios for TBA/TTJ in the experiments from which the samples were taken were all within the range 2.0 to 8.3, while most were carried out with a molar ratio TBA/TTJ of 4.0 to 5.0. The total amount of catalyst present in each of these experiments fell within the range of 0.016 to 0.033 weight percent relative to the 1,3-butadiene. On similar aluminum and titanium tetrachloride. Data for these ways in which polymer samples were mixed together from trials are reproduced below in Table VI. These three polymerization experiments where attempts had been made had been carried out in the same way as using a catalyst consisting of tri-isobutyl- written in Example IV.

En prøve polybutadiengummi fremstilt ved A sample of polybutadiene rubber produced by

en typisk emulsjonspolymerisasjonsprosess ble også prøvet som bildekkbanemateriale til sammenligning med de polymere som var blitt fremstilt ved en organialuminium-titantetrahaloge-nid-katalysert polymerisasjon. Emulsjons-polymerstoffet ble fremstilt med bruk av en ferro-sulfat-natriumformaldehydsulfoxylataktivator a typical emulsion polymerization process was also tried as an automobile tire tread material for comparison with the polymers prepared by an organoaluminum-titanium tetrahalide-catalyzed polymerization. The emulsion polymer was prepared using a ferrous sulfate sodium formaldehyde sulfoxylate activator

ved en temperatur på 5°C. Mooney-viskositeten (ML-4) for det koagulerte polymerstoff var 28. at a temperature of 5°C. The Mooney viscosity (ML-4) of the coagulated polymer was 28.

Blandingen av polymere fra triisobutylaluminium-titan tetrajodidforsøkene, blandingen av The mixture of polymers from the triisobutylaluminum-titanium tetraiodide experiments, the mixture of

polymerte fra triisobutylaluminium-titantetraklorid-forsøkene, og den polymer som var blitt fremstilt ved emulsjonspolymerisasjon ble om-dannet til sammensatte gummimaterialer efter følgende resepter: polymerized from the triisobutylaluminium-titanium tetrachloride experiments, and the polymer that had been produced by emulsion polymerization was transformed into composite rubber materials according to the following recipes:

Sammensetninger. Compositions.

De sammensatte materialer som inneholdt polymerstoffene frembragt ved triisobutylaluminium-titantetrahalogenidkatalyserte polymeri-sasjoner ble oppvarmet til 150°C i 30 minutter, mens det sammensatte materiale som inneholdt emulsjonspolymerisert polybutadien ble oppvarmet til 150 °C i 45 minutter. De fysiske egenskaper hos disse oppvarmede gummimaterialer ble så bestemt. Disse egenskaper er gjengitt nedenfor i tabell VII. The composite materials containing the polymer substances produced by triisobutylaluminium-titanium tetrahalide-catalyzed polymerizations were heated to 150°C for 30 minutes, while the composite material containing emulsion-polymerized polybutadiene was heated to 150°C for 45 minutes. The physical properties of these heated rubber materials were then determined. These properties are reproduced below in Table VII.

Det fremgår av ovenstående tabell at den polymer som ble fremstilt ved katalytisk polymerisasjon med et katalysatorsystem bestående av triisobutylaluminium og titantetrajodid er et overlegent gummi. Dette fremgår særlig av den overlegenhet som dette materiale viser med hensyn til varmeoppbygging, strekkstyrke ved 92,5°C, fjæring, og Gehman-frysepunkt. It appears from the above table that the polymer which was produced by catalytic polymerization with a catalyst system consisting of triisobutylaluminum and titanium tetraiodide is a superior rubber. This is evident in particular from the superiority that this material shows with regard to heat build-up, tensile strength at 92.5°C, springing, and Gehman freezing point.

Eksempel 8. Example 8.

Det ble gjort flere polymerisasjonsforsøk med samme fremgangsmåte som i eksempel 1 bortsett fra at enten toluen eller en blanding av toluen og benzen ble brukt som fortynningsmiddel. Disse forsøk ble utført efter følgende polymer isas j onsresepter: Several polymerization trials were carried out using the same procedure as in example 1 except that either toluene or a mixture of toluene and benzene was used as diluent. These experiments were carried out according to the following polymer ice ion recipes:

Resultatene av disse forsøk er gjengitt nedenfor i tabell VIII. The results of these experiments are reproduced below in Table VIII.

Eksempel 9. Example 9.

Det ble gjort et antall forsøk hvor 1,3-butadien ble polymerisert til gummiaktig polymerstoff efter fremgangsmåten i eksempel 2, bortsett fra at det ble brukt enten en blanding av benzen og n-butan eller n-butan alene som fortynningsmiddel. Disse forsøk ble utført efter føl-gende polymerisasj onsresepter: A number of experiments were carried out where 1,3-butadiene was polymerized into a rubbery polymer substance according to the method in example 2, except that either a mixture of benzene and n-butane or n-butane alone was used as diluent. These experiments were carried out according to the following polymerization recipes:

Resultatene av flere av disse forsøk er gjengitt nedenfor i tabell IX. The results of several of these experiments are reproduced below in Table IX.

De gummiaktige polymerer som er fremstilt The rubbery polymers prepared

overensstemmende med. denne oppfinnelse er consistent with. this invention is

nyttige til anvendelser hvor naturlige og syn-tetiske gummisorter brukes. De kan brukes til useful for applications where natural and synthetic rubbers are used. They can be used for

fremstilling av bildekk og andre gjenstander av manufacture of car tires and other articles of

gummi, såsom pakninger og slanger. rubber, such as gaskets and hoses.

Claims

1. Rubbery polymer of 1,2-butadiene where the polymer is formed by cis-1,4-addition, trans-1,4-addition and 1,2-addition of butadiene, characterized in that at least 85 percent of the polymer is formed by cis-1,4-addition.

2. Process for the production of a rubbery polymer of 1,3-butadiene as stated in claim 1, characterized in that 1,3-buta the diene is contacted with a catalyst which is formed by mixing (a) a compound corresponding to the formula R3A1, where R is an alkyl radical, and (b) titanium tetraiodide, thereby obtaining a polymer of 1,3-butadiene containing cis-1, 4-addition, trans-1,4-addition and 1,2-addition, with at least 85 per cent of the polymer being formed by cis-1,4-addition.

3. Method as stated in claim 2, characterized in that a catalyst is used which essentially consists of triisobutylaluminum, triethylaluminum or triisopropylaluminum and titanium tetraiodide.