SU907011A1 - Process for producing static carbochain polymers - Google Patents
Process for producing static carbochain polymers Download PDFInfo
- Publication number
- SU907011A1 SU907011A1 SU802897929A SU2897929A SU907011A1 SU 907011 A1 SU907011 A1 SU 907011A1 SU 802897929 A SU802897929 A SU 802897929A SU 2897929 A SU2897929 A SU 2897929A SU 907011 A1 SU907011 A1 SU 907011A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- catalyst
- lithium
- potassium
- sodium
- styrene
- Prior art date
Links
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Polymerization Catalysts (AREA)
Description
Изобретение относится к синтезу высокомолекулярных соединений, в частности к способу получения статических карбоцепных сополимеров, и может быть использовано в нефтехимической промышленности как добавки к резиновым смесям для получения на их основе вулканизатов с повышенными динамическими свойствами, высоким сопротивлением раздиру, истиранию и т.д., а также в качестве модифицирующих добавок к полистиролу, повышающих его сопротивление ударным нагрузкам.The invention relates to the synthesis of macromolecular compounds, in particular to a method for producing static carbochain copolymers, and can be used in the petrochemical industry as additives to rubber mixtures for the production of vulcanizates with high dynamic properties, high tear resistance, abrasion, etc., as well as modifying additives to polystyrene, increasing its resistance to shock loads.
Известен способ получения статических карбоцепных сополимеров соло- ( лимеризацией диенов и винилароматических мономеров под действием литийорганических катализаторов в нейтральных углеводородных средах в присутствии соединений, хорошо сольватирую- . щих литиевый противоион (эфиров, тиоэфиров, третичных аминов) [1].A method is known for producing static carbochain copolymers by solo- (by limerization of dienes and vinyl aromatic monomers under the action of organolithium catalysts in neutral hydrocarbon media in the presence of compounds that solvate lithium counterion well (esters, thioethers, tertiary amines) [1].
Однако введение сильно сольватирующих добавок резко увеличивает до2 лю боковых винильных звеньев в сополимере, что ухудшает его свойства Наиболее близким к предлагаемому является способ получения статических карбоцепных сополимеров сополимеризацией бутадиена или изопрена со стиролом в среде инертного углеводородного растворителя при 10-100°С в присутствии литиевых катализаторов. В качестве последнего применяют литийорганический катализатор, модифицированный металлическим калием, рубидием или цезием. Для получения модифицированного катализатора в раствор литийорганического соединения, обязательно содержащий ароматическую добавку, вводят соответствующий металл и реакционную смесь нагревают почти до температуры его плавления. Реакционную смесь интенсивно перемешивают с целью диспергирования металла и далее реакцию проводят в течение нескольких часов при 50-80°С до полного растворения металла. Соотношение ли тийорганического соединения и модифицирующего металла 1 : (0,0050,2) моль, соотношение мономера и катализатора 0,01-100 ммоль катализатора на 1 моль мономера в зависимости от желаемого молекулярного веса сополимера.However, the introduction of highly solvating additives sharply increases up to 2 of the side vinyl units in the copolymer, which impairs its properties. The closest to the proposed method is the production of static carbochain copolymers by copolymerization of butadiene or isoprene with styrene in an inert hydrocarbon solvent at 10-100 ° C in the presence of lithium catalysts . As the latter, an organolithium catalyst modified with potassium metal, rubidium or cesium is used. To obtain a modified catalyst, an appropriate metal is introduced into a solution of an organolithium compound, which necessarily contains an aromatic additive, and the reaction mixture is heated almost to its melting point. The reaction mixture is intensively stirred to disperse the metal and then the reaction is carried out for several hours at 50-80 ° C until the metal is completely dissolved. The ratio of organolithium compound and modifying metal is 1: (0.0050.2) mol, the ratio of monomer and catalyst is 0.01-100 mmol of catalyst per 1 mol of monomer, depending on the desired molecular weight of the copolymer.
Таким образом, модификация осуществляется за счет замены части литийорганического катализатора на калийорганический путем металлирования ароматической добавки (2].Thus, the modification is carried out by replacing a part of the organolithium catalyst with an organopotassium one by metallization of an aromatic additive (2].
Однако при этом увеличения нормальности катализатора не происходит и часть литийорганического соединения безвозвратно теряется.However, this does not increase the normality of the catalyst, and part of the organolithium compound is irretrievably lost.
Недостатками известного способа также являются большое время получения катализатора (37 ч), повышенная температура синтеза (50-б0°С) и использование в качестве модификаторов калия, рубидия или цезия, имеющих высокую стоимость и исключительную пожароопасность.The disadvantages of this method are also the long time to obtain the catalyst (37 h), the increased synthesis temperature (50 -60 ° C) and the use of potassium, rubidium or cesium as modifiers, which have a high cost and exceptional fire hazard.
Цель изобретения - упрощение технологии получения катализатора и повы-25 шение экономичности.The purpose of the invention is to simplify the technology for the preparation of the catalyst and increase efficiency.
Поставленная цель достигается способом получения статических карбоцепных сополимеров сополимеризацией бутадиена или изопрена со с'ти- 39 ролом в среде инертного углеводородного растворителя при 10-100°С в присутствии литиевых катализаторов выбранных из группы, содержащей продукт совместного прессования или экструзий металлического лития с натрием или калием при весовом соотношении L i: Na(К) 1 00:(50“0, 1) и низкомолекулярный живущий продукт полимеризации бутадиена или изопрена под действием алкилов лития с добавкой натрия или калия при мольном соотношении Li алкил: Na(K) 1:(1-50).This goal is achieved by the method of producing static carbochain copolymers by copolymerization of butadiene or isoprene with s'-styrene in an inert hydrocarbon solvent at 10-100 ° C in the presence of lithium catalysts selected from the group consisting of co-extrusion or extrusion of lithium metal with sodium or potassium at a weight ratio of L i: Na (K) 1 00: (50 “0, 1) and a low molecular weight living product of the polymerization of butadiene or isoprene under the action of lithium alkyls with the addition of sodium or potassium at mol alkyl the ratio m Li: Na (K) of 1: (1-50).
II
Введение модифицирующих добавок может осуществляться различным образом. При сополимеризации под действием металлического лития модифицирующие натрий или калий вводят предварительно путем совместного их прессования или экструзии в пластическом состоянии при температурах ниже их точек плавления. Полученный смешанный металл измельчают на кусочки произвольного размера и операцию прессования или экструзии повторяют несколько раз с целью более тонкого и равномерного распределения модифицирующей добавки в массе металлического лития.The introduction of modifying additives can be carried out in various ways. When copolymerizing under the action of lithium metal, modifying sodium or potassium is preliminarily introduced by joint pressing or extrusion in a plastic state at temperatures below their melting points. The obtained mixed metal is crushed into pieces of arbitrary size and the pressing or extrusion operation is repeated several times in order to more finely and evenly distribute the modifying additive in the mass of lithium metal.
Степень смешения металлов может контролироваться визуально или с помощью оптических устройств, так как чередующиеся ί х слои имеют разную окрас5 ку. Толщина этих слоев некритична и может находиться от 1 до 300-500 мкм.The degree of mixing of metals can be controlled visually or using optical devices, since alternating ч x layers have different colors. The thickness of these layers is uncritical and can range from 1 to 300-500 microns.
Металлы по мере их растворения и износа в результате превращения в живущие, полимеры должны оставаться в контакте друг с другом. Предлагаемый способ введения модифицирующей добавки позволяет в широких пределах варьировать ее содержание, так как другим способом, например сплавлением, этого достигнуть нельзя, вследствие несовместимости с литием. Таким образом, количество вводимого натрия или калия находится в пределах 50-0,1 весД по отношению к литию, предпочтительный интервал для получения состава сополимера, наиболее близкого к статическому, для натрия 18-13 вес.?, для калия 2-0,1 вес.%.Metals as they dissolve and wear as a result of their transformation into living ones, the polymers must remain in contact with each other. The proposed method of introducing a modifying additive allows to vary its content over a wide range, since it cannot be achieved in another way, for example by fusion, due to incompatibility with lithium. Thus, the amount of introduced sodium or potassium is in the range of 50-0.1 wt.% With respect to lithium, the preferred interval for obtaining the composition of the copolymer closest to static, for sodium 18-13 wt.?, For potassium 2-0.1 weight.%.
Введение модифицирующей добавки ц/ растворимый литийорганический катализатор, например бутиллитий, осуществляют следующим образом. Сначала полу чают низкомолекулярный живущий форполимер полимеризацией диена, стирола или их смеси в присутствии литийорганического катализатора и металлического натрия или калия. В процессе этой полимеризации часть добавленного металла превращается в живущий полимер и переходит в раствор, который далее Используется как катализатор сополимеризации основной массы мономеров. Таким образом, получаемый в результате каталитический раствор помимо монолитийорганического соединения, введенного первоначально, содержит и динатриевый или дикалиевый живущий полимер, количество которого по отношению к литию'можно регули45 ровать, проводя форполимеризацию в соответствующих условиях. Для предлагаемого способа такими условиями являются концентрация бутиллития 0,50,005 моль/л, концентрация моно50 мера 0,5-Ю моль/л, температура 1090°С, мольное отношение литийорганического соединения к натрию или калию в интервале 1:(50-1). Время форполимеризации зависит от полимеризую55 щейся системы и может составлять от 10-15 мин до 2-3 ч. Введение мономера при синтезе катализатора может осуществляться сразу или постепенно, степень конверсии 10-100%. Модифицирующая добавка после удаления каталитического раствора может быть использована многократно, вплоть до полного ее растворения, при этом в отличие от известного способа потери литийорганического катализатора не происходит.The introduction of modifying additives c / soluble organolithium catalyst, for example butyl lithium, is as follows. First, a low molecular weight living prepolymer is prepared by polymerization of diene, styrene, or a mixture thereof in the presence of an organolithium catalyst and sodium or potassium metal. During this polymerization, part of the added metal turns into a living polymer and passes into a solution, which is then used as a catalyst for copolymerization of the bulk of the monomers. Thus, the resulting catalytic solution, in addition to the organolithium compound introduced initially, also contains a disodium or dipotassium living polymer, the amount of which with respect to lithium can be regulated 45 by prepolymerization under appropriate conditions. For the proposed method, such conditions are the concentration of butyllithium 0.50.005 mol / l, the concentration of mono 50 measure 0.5-mol / l, temperature 1090 ° C, the molar ratio of organolithium compounds to sodium or potassium in the range of 1: (50-1) . The prepolymerization time depends on the polymerizing system and can range from 10-15 minutes to 2-3 hours. The monomer can be introduced during the synthesis of the catalyst immediately or gradually, the degree of conversion is 10-100%. After removal of the catalytic solution, the modifying additive can be used repeatedly, up to its complete dissolution, while, in contrast to the known method, the loss of the organolithium catalyst does not occur.
Сополимеризация диенов со стиролом под действием модифицированного катализатора осуществляется периодически или непрерывно при 10-100°С. В качестве среды предпочтительно применение ароматических или циклоалифатических растворителей, однако возможно использование также смешанных растворителей, содержащих алифатические углеводороды. Концентрация суммы мономеров 0,5~5 моль/л, содержание стирола 1585 вес.%.The copolymerization of dienes with styrene under the action of a modified catalyst is carried out periodically or continuously at 10-100 ° C. Aromatic or cycloaliphatic solvents are preferred as the medium, but mixed solvents containing aliphatic hydrocarbons are also possible. The concentration of the sum of monomers 0.5 ~ 5 mol / l, the styrene content of 1585 wt.%.
Соотношение мономера и катализатора зависит от типа катализатора. При сополимеризации на смешанном металле нужен, как правило, большой его избыток по отношению к мономеру с тем, чтобы обеспечить необходимую скорость инициирования и достаточное число активных центров, поэтому соотношение мономера и катализатора выбирается в пределах 1-15 вес.ч. би,металла на 100 вес.ч. суммы мономеров. Вследствие того, что смешанный металл используется в крупнодисперс(ном виде (куски, гранулы размером '3-10 мм) и диспергирование его при сополимеризации незначительно, по окончании процесса он может быть легко отделен от полимерного растворителя и использован многократно, вплоть до полного его растворения. Таким об• разом, степень использования металла достаточно высока и может достигать 60-70% в зависимости от его состава и условий сополимеризации (интенсивность перемешивания, температура и концентрация мономеров).The ratio of monomer to catalyst depends on the type of catalyst. When copolymerizing on a mixed metal, it is usually necessary to have a large excess of it with respect to the monomer in order to provide the necessary initiation rate and a sufficient number of active sites; therefore, the ratio of monomer to catalyst is selected in the range of 1-15 parts by weight. bi, metal per 100 parts by weight sum of monomers. Due to the fact that the mixed metal is used in coarse-grained form (pieces, granules of size '3-10 mm) and its dispersion during copolymerization is insignificant, at the end of the process it can be easily separated from the polymer solvent and used repeatedly, up to its complete dissolution Thus, the degree of use of the metal is quite high and can reach 60-70% depending on its composition and copolymerization conditions (mixing intensity, temperature and concentration of monomers).
Соотношение суммы мономеров и растворимого модифицированного катализатора сополимеризации определяется обычным образом в зависимости от желаемой молекулярной массы. В этом случае молекулярная масса прямо пропорциональна весу заполимеризованных мономеров и обратно пропорциональна числу молей взятого катализатора, поправка на дифункциональность модифицирующей добавки невелика. Используемые соотношения находятся в интерва10 ле 0,2-5 ммоль катализатора наThe ratio of the sum of monomers to the soluble modified copolymerization catalyst is determined in the usual manner depending on the desired molecular weight. In this case, the molecular weight is directly proportional to the weight of the polymerized monomers and inversely proportional to the number of moles of the catalyst taken; the correction for the difunctionality of the modifying additive is small. The ratios used are in the range of 10 to 0.2–5 mmol of catalyst per
100· вес.ч. мономеров. Пример 1 .100 · parts by weight monomers. Example 1
А. Приготовление катализатора.A. Preparation of the catalyst.
0,274 г металлического лития, разреь занного на кусочки размером 3x3x3 мм, прессуют с 0,061 г натрия под слоем углеводородного растворителя. Полученную пластинку разрезают на кусочки того же размера, перемешивают их и снова прессуют. Операцию повторяют 5 раз. Получают 0,335 г биметалла, содержащего 18,2 вес.% натрия. Степень распределения натрия оценивается по толщине его слоев в литии, четко видных на срезе. Толщина слоев от 3~5 мкм до 20-50 мкм. При измельчении катализатора до размера 3x3x3 мм его состав в кусочках сохраняется. Контроль однородности состава проводят в растворителе с близкой по отношению к смешиваемому металлу плотностью, например смеси гексана с толуолом.0.274 g of lithium metal cut into 3x3x3 mm pieces is pressed with 0.061 g of sodium under a layer of hydrocarbon solvent. The resulting plate is cut into pieces of the same size, mixed and pressed again. The operation is repeated 5 times. Obtain 0.335 g of bimetal containing 18.2 wt.% Sodium. The degree of distribution of sodium is estimated by the thickness of its layers in lithium, clearly visible on the cut. The layer thickness is from 3 ~ 5 microns to 20-50 microns. When grinding the catalyst to a size of 3x3x3 mm, its composition in pieces is preserved. The uniformity of the composition is controlled in a solvent with a density close to that of the metal being mixed, for example, a mixture of hexane with toluene.
Полученный биметалл обладает хорошей механической прочностью, пластичен и не рассыпается при деформировании, так как слои лития и натрия, прочно связаны адгезионными силами. Он не теряет форму под действием небольших механических усилий, даже будучи нагрет до 100°С, т.е. выше температуры плавления натрия (97,7°С).The resulting bimetal has good mechanical strength, is ductile and does not crumble upon deformation, since the layers of lithium and sodium are firmly bonded by adhesive forces. It does not lose shape under the influence of small mechanical forces, even when heated to 100 ° C, i.e. higher than the melting point of sodium (97.7 ° C).
Б. Сополимеризация. В стеклянной ампуле, содержащей 0,335 г полученного катализатора и 5 мл стеклянных • шариков диаметром 3 мм, полимеризуют смесь 2,7 мл стирола и 6,4 г бутадиена в 30 мл толуола. Температура поли( меризации 20°С. Постоянное перемешивание содержимого и активацию11 катализатора осуществляют путем встряхивания ампулы. Через 1 ч пробу полимера отбирают на анализ состава, мик. роструктуры диеновой части и выхода.B. Copolymerization. A mixture of 2.7 ml of styrene and 6.4 g of butadiene in 30 ml of toluene is polymerized in a glass ampoule containing 0.335 g of the obtained catalyst and 5 ml glass beads with a diameter of 3 mm. Temperature poly (merizatsii 20 ° C. The constant stirring of the contents 11 and the activation of the catalyst is carried out by shaking the vial. After 1 h, the polymer sample is taken for the composition of the mic. Rostruktury diene portion and exit.
Выход за это время 15%. Состав сополимера по данным ИК-спектроскопии 39,7% стирола (исходный состав мономеров имел 39»0% стирола). Микроструктура диеновой части сополимера 28,5% цис-1,4; 38,4% транс-1,4 и 33,1% 1,2 звеньев.The output during this time is 15%. The composition of the copolymer according to IR spectroscopy of 39.7% styrene (the initial composition of the monomers had 39 »0% styrene). The microstructure of the diene part of the copolymer 28.5% CIS-1,4; 38.4% trans-1.4 and 33.1% 1.2 units.
Дополимеризацию оставшихся мономеров производят при 25°С в течениеThe copolymerization of the remaining monomers is carried out at 25 ° C for
ч. Характеристическая вязкость полимера 7»3 дл/г. Полимер хорошо растворим в толуоле, циклогексане и смеси толуола с гептаном в соотноше7 нии 2:1. Молекулярно-массовое его распределение по данным гель-проникающей хроматографии унимодально и близко к 1 ,2-1 ,3.including the characteristic viscosity of the polymer 7 "3 DL / g The polymer is readily soluble in toluene, cyclohexane, and a mixture of toluene with heptane in a ratio of 2: 1. According to gel permeation chromatography, its molecular weight distribution is unimodal and close to 1, 2-1, 3.
В. Сравнительная сополимеризация на несмешанных металлах.B. Comparative copolymerization on unmixed metals.
Сополимеризацию 1,63 г стирола и 2,11 г бутадиена в 15 мл толуола производят как в пункте Б. Катализатор 0,259 г мелконарезанного лития и ιThe copolymerization of 1.63 g of styrene and 2.11 g of butadiene in 15 ml of toluene is carried out as in step B. The catalyst is 0.259 g of finely chopped lithium and ι
О,040 г натрия. Металлы перед употреблением не подвергаются никакой обработке. Сополимеризацию проводят при 20°С в течение 1 ч. Выход сополимера за это время 8,6%, содержание старо- ι ла в сополимере 55,5% (в исходной смеси 43,6%). Микроструктура полибутадиенов.ых звеньев состоит из 1 ,6%Oh, 040 g of sodium. Metals are not processed before use. The copolymerization is carried out at 20 ° C for 1 h. The copolymer yield during this time is 8.6%, the old la content in the copolymer is 55.5% (in the initial mixture 43.6%). The microstructure of polybutadiene units consists of 1, 6%
1,4-цис·, 58.,8 1,4-транс и 39,6% 1,2. Сополимер имеет бимодальное молеку- 2 лярно-массовое распределение, фактор полидисперсности 3,67·1,4-cis ·, 58., 8 1,4-trans and 39.6% 1,2. The copolymer has a bimodal molecular weight distribution, polydispersity factor 3.67
При близком содержании натрия в катализаторе (.18,2 и 13,4%, соответственно) сополимеризация стирола и 2 бутадиена на предварительно смешанных металлах протекает с очень близкими константами сополимеризации и лучшей микроструктурой полибутадиеновых звеньев. 3With a close sodium content in the catalyst (.18.2 and 13.4%, respectively), styrene and 2 butadiene copolymerization on pre-mixed metals proceeds with very close copolymerization constants and the best microstructure of polybutadiene units. 3
Пример 2.Example 2
А. Приготовление катализатора.A. Preparation of the catalyst.
8,7 г лития и 1,3 г натрия в виде кусочков произвольной формы и размером 3x5x5 мм.загружают в устройство, по- 3 зволяющее выдавливать их совместно в виде проволоки диаметром 0,8 мм. Смешение металлов и образование прочных адгезионных слоев между ними происходит при их пластическом течении вбли-4, зи отверстия фильеры. Полученную биметаллическую проволоку разрезают на: куски длиной 0,5~1,0 см. При необходимости более тонкого смешения металлов операцию повторяют. 4.8.7 g of lithium and 1.3 g of sodium in the form of pieces of arbitrary shape and size 3x5x5 mm. They are loaded into a device that allows 3 to squeeze them together in the form of a wire with a diameter of 0.8 mm. The mixing of metals and the formation of strong adhesive layers between them occurs during their plastic flow near 4 , behind the holes of the die. The resulting bimetallic wire is cut into: pieces 0.5 ~ 1.0 cm long. If necessary, finer mixing of metals is repeated. 4.
Б. Сополимеризация. По примеру 1-Б сополимеризуют смесь 1,81 г стирола (34,8%)· и 3,4 г изопрена в 10 мл толуола под' действием 0,285 г полученного катализатора. Температура 5 полимеризации 15°С; выход за 4 ч 12,7%. Микроструктура полиизопрена состоит из 63,6% цис-1,4; 18,2% транс-1,4 и 18,2% винильных звеньев в положении 3,4. Молекулярно-массо- 5 вое распределение 1,64.B. Copolymerization. In Example 1-B, a mixture of 1.81 g of styrene (34.8%) · and 3.4 g of isoprene in 10 ml of toluene is copolymerized under the action of 0.285 g of the obtained catalyst. The polymerization temperature 5 of 15 ° C; 4 hours yield 12.7%. The microstructure of polyisoprene consists of 63.6% cis-1.4; 18.2% trans-1.4 and 18.2% vinyl units in position 3.4. The molecular weight 5 distribution of 1.64.
ПримёрЗ·Example ·
А, Приготовление катализатора. Смешивают путем прессования под слоем углеводородного растворителя 10 г лития и 0,0397 г калия по методике примера 1-А. Для более равномерного распределенит калия и лития смешение проводят постепенно, сначала с 1/3“ 1/4 от общего количества взятого лития. Так как калий более пластичен, чем натрий и лучше, течет под давлением, при прессовании происходит более тонкое его распределение, заполнение пустот и т.д.A, preparation of the catalyst. 10 g of lithium and 0.0397 g of potassium are mixed by pressing under a layer of hydrocarbon solvent according to the procedure of Example 1-A. For a more even distribution of potassium and lithium, the mixing is carried out gradually, first with 1/3 “1/4 of the total amount of lithium taken. Since potassium is more plastic than sodium and is better, it flows under pressure, when pressed, its distribution is finer, void filling, etc.
Количество циклов прессования не менее 10. Смешанный металл при таком содержании калия (0,397%) практически однороден и имеет механические свойства почти такие же как и чистый литий, однако на воздухе окисляется значительно быстрее.The number of pressing cycles is not less than 10. The mixed metal at this potassium content (0.397%) is almost uniform and has mechanical properties almost the same as pure lithium, but it oxidizes much faster in air.
Б. Сополимеризация, Проводят сополимеризацию смеси 1,812 г стирола (.336,4%) и 3,16 г бутадиена в 20 мл циклогексана при 20°С под действием 0,198 г полученного смешанного металла. Через 3 ч выход сополимера 20%, содержание стирола 40,0%. Микроструктура полибутадиеновых звеньев 45,0% цис-1,4; 44,1% транс-1,4 и 10,9% 1,2. Металл после удаления раствора полимера может быть использован повторно в качестве катализатора.B. Copolymerization. A mixture of 1.812 g of styrene (.336.4%) and 3.16 g of butadiene in 20 ml of cyclohexane at 20 ° C is subjected to copolymerization under the influence of 0.198 g of the obtained mixed metal. After 3 hours, the copolymer yield was 20%, and the styrene content was 40.0%. The microstructure of polybutadiene units 45.0% CIS-1,4; 44.1% trans-1.4 and 10.9% 1.2. After removal of the polymer solution, the metal can be reused as a catalyst.
Пример 4. Катализатор приготовлен по способу 1-А, сополимеризация по способу 1-Б, определение состава сополимера производится при достаточно малых выходах.Example 4. The catalyst prepared according to method 1-A, copolymerization according to method 1-B, the composition of the copolymer is determined at sufficiently small yields.
Содержание стирола в сополимере, наиболее близкое к исходному, реализуется при содержании натрия в литии около 13% и калия в литии в интервале 2-0,1%. При одинаковом составе· катализатора варьирование температуры сополимеризации вызывает изменение как содержания стирола в сополимере, так и микроструктуры полиди(еновых звеньев.The styrene content in the copolymer, which is closest to the initial one, is realized when the sodium content in lithium is about 13% and potassium in lithium in the range of 2-0.1%. With the same catalyst composition, varying the copolymerization temperature causes a change in both the styrene content in the copolymer and the microstructure of the polydi (ene units).
·,·,
Калий - значительно более сильнац модифицирующая добавка, чем натрий, поэтому для получения состава, близкого к статистическому, его необходимо вводить меньше. Оптимальное его содержание в литии около 0,5%, что соответствует мольному соотношению литий - калий 1:0,0009, т.е. значительно меньше, чем в известном способе (-0,005-0,2) .Potassium is a significantly stronger modifying additive than sodium, therefore, to obtain a composition close to statistical, it is necessary to introduce less. Its optimum content in lithium is about 0.5%, which corresponds to a molar ratio of lithium - potassium of 1: 0,0009, i.e. significantly less than in the known method (-0.005-0.2).
Пример 5 ·Example 5
А. Приготовление, катализатора.A. Preparation of the catalyst.
В стеклянную ампулу емкостью 100 мл вводят 0,438 г натрия в виде кусои9 907011 ков размером 3x3x3 мм, 12,5 мл 0,7 н. раствора бутиллития и 15 мл изопрена (мольное соотношение бутиллития и натрия 1:2,17). Форполимеризацию . осуществляют в течение 3 ч при посто- $ янном перемешивании и 40°С, часть натрия при этом растворяется. Полученный вязкий раствор желтоватого цвета разбавляют 30 мл гептана и используют как катализатор сополимери- Н зации, концентрация его 0,194 н., характеристическая вязкость выделенного из него полиизопрена 0,078 дл/г, микроструктура состоит из 65,9%0.438 g of sodium is introduced into a glass ampoule with a capacity of 100 ml in the form of a bite 9 907011 KOV with a size of 3x3x3 mm, 12.5 ml of 0.7 N. a solution of butyl lithium and 15 ml of isoprene (molar ratio of butyl lithium to sodium 1: 2.17). Prepolymerization. carried out for 3 hours with constant stirring and 40 ° C, part of the sodium is dissolved. The obtained yellowish viscous solution was diluted with 30 ml of heptane and used as a catalyst for copolymerization, its concentration was 0.194 N, the characteristic viscosity of the polyisoprene isolated from it was 0.078 dl / g, the microstructure consists of 65.9%
1.4- цис-звеньев; 23,2% 1,4-транс и 1ί 10,9% 3,4.1.4 cis units; 23.2% 1,4-trans and 1ί 10.9% 3.4.
Б. Сополимеризации подвергают смесь 4,49 г ийопрена и 1,54 г стирола (25,5%) в 18 мл бензола под действием 0,2 мл приготовленного катали-2( затора при 20°С. Проба сополимера, взятая через 1 ч (выход 10%), показывает 23,5% стирола в сополимере. Микроструктура диеновой части имеет состав 47,2% цис-1,4; 25,4% транс-1,4 2! и 27,4% 3,4.B. A mixture of 4.49 g of ioprene and 1.54 g of styrene (25.5%) in 18 ml of benzene is subjected to copolymerization under the influence of 0.2 ml of prepared catal-2 (mash at 20 ° C. A sample of the copolymer taken after 1 h (yield 10%), shows 23.5% styrene in the copolymer.The microstructure of the diene part has a composition of 47.2% cis-1.4; 25.4% trans-1.4 2! and 27.4% 3.4.
В. Сополимеризуют смесь 0,906 г стирола (31,5%) и 1,97 г бутадиена в 20 мл толуола под действием 0,2 мл 0,5 н. этиллития и 0,10 г мелконаре- з< занного натрия (мольное'соотношение этиллития и натрия 1:43) при 20°С. Через 40 мин выход сополимера 10,4%; содержание стирола 24,5%. Микроструктура диеновой части имеет состав 22% 3; B. The mixture of 0.906 g of styrene (31.5%) and 1.97 g of butadiene in 20 ml of toluene is copolymerized under the influence of 0.2 ml of 0.5 N. ethyl lithium and 0.10 g of finely cut sodium (molar ratio of ethyl lithium to sodium 1:43) at 20 ° С. After 40 minutes, the copolymer yield was 10.4%; styrene content 24.5%. The microstructure of the diene part has a composition of 22% 3;
1.4- цис-, 49,0% 1,4-транс и 29,0%1.4- cis, 49.0% 1.4-trans and 29.0%
1,2. Таким образом, проведение сополи·’ меризации в присутствии модифицирующей добавки без предварительного инициирования приводит к заметному 4 снижению содержания стирола в сополимере, несмотря на больший избыток натрия.1,2. Thus, copolymerization in the presence of a modifying additive without preliminary initiation leads to a noticeable 4 decrease in the styrene content in the copolymer, despite a larger excess of sodium.
Пример 6. Полимеризуют смесь 4,71 г стирола (.75,1%) и 1,564 г изопрена в 30 мл бензола при 20°С. Катализатор получен по способу 5_А. Выход сополимера через 30 мин 10%, содержание стирола 66,4%, микроструктура полиизопреновых звеньев 11,5%Example 6. A mixture of 4.71 g of styrene (.75.1%) and 1.564 g of isoprene in 30 ml of benzene at 20 ° C was polymerized. The catalyst was prepared according to method 5 _ A. Yield of the copolymer after 30 min 10%, styrene content 66.4%, microstructure of polyisoprene units 11.5%
1,4-цис·, 52,3% 1,4-транс и 36,2% 3,4.1,4-cis, 52.3% 1.4-trans and 36.2% 3.4.
Следовательно, увеличение содержания стирола в исходной смеси заметно влияет на конфигурацию звеньев полиизопрена в сополимере.Therefore, an increase in the styrene content in the initial mixture significantly affects the configuration of the polyisoprene units in the copolymer.
П р и м е р 7. 'PRI me R 7. '
А. Приготовление катализатора. Предварительно полимеризуют 2,45 г изопрена в 10 мл гептана под действием 5,0 мл 0,846 н. раствора вторбутиллития в присутствии 0,15 г мелко нарезанного металлического калия (мольное отношение вторгбутиллитий калий 0,908). Температура полимеризации 20°С, продолжительность 1 ч. Непрореагировавший изопрен отгоняют добавляют растворитель до 18 мл исливают полученный раствор с избытка калия. Нормальность полученного каталитического раствора 0,250. Оставшийся глет алли чес кий калий используют для модификации катализатора многократно, вплоть до полного его растворения .A. Preparation of the catalyst. 2.45 g of isoprene are pre-polymerized in 10 ml of heptane under the influence of 5.0 ml of 0.846 n. a solution of sec-butyl lithium in the presence of 0.15 g of finely chopped metallic potassium (molar ratio of sec-butyl lithium potassium 0.908). The polymerization temperature was 20 ° C, the duration was 1 hour. Unreacted isoprene was distilled off, the solvent was added to 18 ml, and the resulting solution was drained from excess potassium. The normality of the resulting catalytic solution of 0.250. The remaining allium potassium potassium is used repeatedly to modify the catalyst, up to its complete dissolution.
Б. Сополимеризуют смесь 0,906 г стирола (339,9%) и 1,427 г бутадиена в 20 мл толуола в присутствии 0,35 мл полученного катализатора. Температур ра 20°С. Через 2 ч выход 15,0%, содержание стирола в сополимере 31,1%, микроструктура бутадиеновых звеньев состоит из 39,4% 1,4-цис; 45,8% 1,4-транс и 14,8% 1,2.B. A mixture of 0.906 g of styrene (339.9%) and 1.427 g of butadiene in 20 ml of toluene in the presence of 0.35 ml of the obtained catalyst is copolymerized. The temperature is 20 ° C. After 2 hours, the yield was 15.0%, the styrene content in the copolymer was 31.1%, the microstructure of butadiene units consisted of 39.4% 1,4-cis; 45.8% 1.4-trans and 14.8% 1.2.
Результаты по примерам 1-7 приведены в таблице.The results of examples 1-7 are shown in the table.
В 907'In 907 '
Следовательно, изобретение обеспечивает :Therefore, the invention provides:
1. Возможность использования для статической сополимеризации стирола и диенов, как растворимого литийорга- 5 нического катализатора, так и гетерогенного смешанного металла, содержащего в своем составе модифицирующую добавку. При применении металла в качестве катализатора сокращается 1 число технологических стадий (отсутствуют стадии синтеза катализатора и его модификации). Кроме того, сополимеризующаяся система хорошо защищена от примесей, так как катализатор 1 вводится в избытке и используется многократно.1. The possibility of using for the static copolymerization of styrene and dienes, both a soluble lithium-organic catalyst and a heterogeneous mixed metal containing a modifying additive. When using metal as a catalyst, 1 number of technological stages is reduced (there are no stages of catalyst synthesis and its modification). In addition, the copolymerizable system is well protected from impurities, since catalyst 1 is introduced in excess and is reused.
2. Использование в качестве модифицирующей добавки наряду с калием более дешевого и доступного натрия. 22. Use as a modifying additive along with potassium cheaper and more affordable sodium. 2
3. В случае применения калия - существенное уменьшение его расхода. Оптимальное соотношение модифицирующего калия к литийорганическому соединению (0,0007:1 по известному 2 !способу 0,016:1).3. In the case of the use of potassium - a significant reduction in its consumption. The optimal ratio of modifying potassium to organolithium compound (0.0007: 1 according to the known 2! Method of 0.016: 1).
4. Сокращение времени синтеза катализатора до 2-3 ч при получении форполимера из н-бутиллития, натрия 3 и диена; до 15-20 мин в случае использования втор-бутиллития, калия и4. Reducing the synthesis time of the catalyst to 2-3 hours upon receipt of the prepolymer from n-butyllithium, sodium 3 and diene; up to 15-20 min in the case of the use of sec-butyl lithium, potassium and
14 стирола. Приготовление смеси металлов может быть осуществлено за 10-15 мин.14 styrene. Preparation of a mixture of metals can be carried out in 10-15 minutes.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802897929A SU907011A1 (en) | 1980-03-24 | 1980-03-24 | Process for producing static carbochain polymers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802897929A SU907011A1 (en) | 1980-03-24 | 1980-03-24 | Process for producing static carbochain polymers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU907011A1 true SU907011A1 (en) | 1982-02-23 |
Family
ID=20884376
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802897929A SU907011A1 (en) | 1980-03-24 | 1980-03-24 | Process for producing static carbochain polymers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU907011A1 (en) |
-
1980
- 1980-03-24 SU SU802897929A patent/SU907011A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4153647A (en) | Process for producing-impact polystyrene | |
DE1928856C3 (en) | Process for the preparation of homo- or copolymers of conjugated dienes | |
US3149182A (en) | Process for preparing block copolymers utilizing organolithium catalysts | |
KR0149020B1 (en) | Spheroidal particulate polymer composition | |
DE2460009C2 (en) | Process for the preparation of butadiene-styrene block copolymers | |
US4054616A (en) | Process for producing transparent block copolymer resins | |
Yu et al. | Efficiency of the sec-butyllithium/m-diisopropenylbenzene diadduct as an anionic polymerization initiator in apolar solvents | |
US4960842A (en) | Amine containing initiator system for anionic polymerization | |
US5047484A (en) | Tapered block copolymers | |
US4427837A (en) | Process for preparation of diene-styrene-α-methylstyrene block polymers and polymers therefrom | |
DE19628450A1 (en) | Process for the preparation of highly branched polyisoolefins | |
SU907011A1 (en) | Process for producing static carbochain polymers | |
CA1038097A (en) | Method of preparing block polymers | |
US5071920A (en) | Tapered block copolymers | |
DE2717587C2 (en) | Process for the production of high-impact polystyrene | |
JP2002518562A (en) | High-impact polystyrene with high rigidity and toughness | |
EP1187862A1 (en) | Method for producing thermoplastic molding materials using rubber solutions | |
JP2002504564A (en) | Production of initiator compositions for suppressed anionic polymerization | |
US4686263A (en) | Modified EPDM rubbers, the production thereof and the use thereof for the production of impact-resistant vinyl polymers | |
DE1921017B2 (en) | Process for the production of rubbery polymers | |
US3591658A (en) | Production of butadiene-styrene graft copolymers with a nickel carboxylic acid salt-boron trifluoride etherate-trialkylaluminum catalyst | |
US6451913B1 (en) | Radial hydrogenated block copolymers showing one phase melt behavior | |
RU2074197C1 (en) | Method for producing butadiene polymers and butadiene/styrene copolymers | |
DE3444028A1 (en) | MULTIFUNCTIONAL ANIONIC INITIATORS AND THEIR USE | |
RU2659080C1 (en) | Method for obtaining block copolymers |