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DE1495403A1 - Process for the defined increase in the molecular weight of unsaturated polymeric hydrocarbons - Google Patents

Process for the defined increase in the molecular weight of unsaturated polymeric hydrocarbons

Info

Publication number
DE1495403A1
DE1495403A1 DE1964C0034598 DEC0034598A DE1495403A1 DE 1495403 A1 DE1495403 A1 DE 1495403A1 DE 1964C0034598 DE1964C0034598 DE 1964C0034598 DE C0034598 A DEC0034598 A DE C0034598A DE 1495403 A1 DE1495403 A1 DE 1495403A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
acid
reaction
catalyst
molecular weight
polymerization
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE1964C0034598
Other languages
German (de)
Inventor
Engel Dr Frederico
Berg Dr Gerhard
Schaefer Dr Johannes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huels AG
Original Assignee
Chemische Werke Huels AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chemische Werke Huels AG filed Critical Chemische Werke Huels AG
Priority to DE1964C0034598 priority Critical patent/DE1495403A1/en
Priority to FR40287A priority patent/FR1456282A/en
Priority to GB5199565A priority patent/GB1124658A/en
Publication of DE1495403A1 publication Critical patent/DE1495403A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08CTREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
    • C08C19/00Chemical modification of rubber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B23/00Compositions characterised by non-explosive or non-thermic constituents

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

CHEMISCHE WERKE HÜLS AG. Marl, den 7. 12. 1964CHEMISCHE WERKE HÜLS AG. Marl, December 7, 1964

- Patentabteilung - 1405/Br- Patent Department - 1405 / Br

U95403U95403

Unser Zeichen: O. Z. 1924Our reference: O.Z. 1924

Verfahren zur definierten Erhöhung des Molekulargewichtes ungesättigter polymerer KohlenwasserstoffeProcess for a defined increase in molecular weight unsaturated polymeric hydrocarbons

Bei der Herstellung von polymeren Kohlenwasserstoff en durch katalytische Polymerisation erhöht sich im allgemeinen mit steigendem Umsatz die Viskosität des Reaktionsgemisches. Dabei ist die Viskositätserhöhung abhängig von der Konzentration und dem Molekulargewicht des gelösten Polymeren. Mit zunehmender Viskosität wird es schwieriger, die Polymerisations-' und Rührwärme abzuführen« Man hält daher die Polymerisat-Konzentration normalerweise zischen 5 und 20 %.In the production of polymeric hydrocarbons by catalytic polymerization, the viscosity of the reaction mixture generally increases with increasing conversion. Included the increase in viscosity depends on the concentration and the molecular weight of the dissolved polymer. With increasing Viscosity it becomes more difficult, the polymerization 'and heat of stirring “The polymer concentration is therefore normally maintained between 5 and 20%.

Weiter gibt es eine Reihe von Polymerisationsverfahren, nach denen sich die heute technisch immer interessanter werdenden hochmolekularen Polymeren nur unter großen Schwierigkeiten herstellen lassen. So sind beispielsweise nicht selten extreme Reinheitsgrade der Reaktions-Komponenten und der Lösungsmittel erforderlich, wenn man geringe Raumzeitausbeuten oder ungünstige Reaktionsbedingungen vermeiden will.There are also a number of polymerization processes, according to which the high molecular weight polymers, which are becoming more and more interesting from a technical point of view, can only be found with great difficulty can be produced. For example, it is not uncommon for the reaction components and solvents to be extremely pure required if you want to avoid low space-time yields or unfavorable reaction conditions.

Darüber hinaus ist es bekannt, das Molekulargewicht von Polybutadien bzw. Polyisopren auf die Weise zu erhöhen, daß man dem das Polymerisat enthaltenden Polymerisationsgemisch Arylazo- oder Arylhydrazo-Verbindungen in einer Menge von 0,2 bis 3 Gewichteprozent zusetzt. Diese Verbindungen bewirken jedoch bei den meisten ungesättigten polymeren Kohlenwasserstoffen nur eine geringe bzw. gar keine Molekulargewichtserhöhung.In addition, it is known the molecular weight of polybutadiene or to increase polyisoprene in such a way that the Polymer-containing polymerization mixture arylazo or aryl hydrazo compounds in an amount of 0.2 to 3 percent by weight clogs. However, these compounds have only one effect on most unsaturated polymeric hydrocarbons little or no increase in molecular weight.

Schließlich hat man bereits Nitril-Gruppen enthaltende Butadien-Mischpolymerisate mit einem Metall-Halogenid vom Lewis-Säuretyp und einer flüssigen Halogen-Verbindung mit mindestens zwei beweglichen Halogen-Atomen unter Einmischen der beiden Verbindungstypen in das lösungsmittelfreie flüssige Polymere, gegebenen-Finally, nitrile group-containing butadiene copolymers with a metal halide of the Lewis acid type and a liquid halogen compound with at least two mobile halogen atoms with mixing of the two types of compound into the solvent-free liquid polymer, given

152/64 - 9098U/1102 . - ~~ ~~~152/64 - 9098U / 1102. - ~~ ~~~

- 2 - O. Z. 1924 - 2 - OZ 1924

falls nach Ruß-Zumischung und Erhitzen auf 150 C. vernetzt, d.h. in feste unlösliche Produkte übergeführt.if cross-linked after adding carbon black and heating to 150 ° C., i.e. converted into solid insoluble products.

Es wurde nun gefunden, daß man das Molekulargewicht ungesättigter polymerer, vorzugsweise elastomerer Kohlenwasserstoffe, hergestellt durch Polymerisation von Diolefinen bzw. Mischpolymerisation ▼on Mono- mit Diolefinen bzw. Mischpolymerisation verschiedener Diolefine untereinander in inerten organischen Lösungsmitteln mit metallischem Natrium und/oder Kalium bzw. deren organischen Verbindungen als Katalysator, mit Molekulargewichten von 1000 bis 1 000 000, Vorzugsweise von 100 000 bis 800 000 und insbesondere von 200 000 bis 600 000, in einfacher Weise erhöhen kann, wenn man das Reaktionsgemisch bzw. die Mischung verschiedener Reaktionsgemische nach Beendigung der Polymerisation bzw. nach Erreichen des gewünschten Umsatzes vor oder nach Zersetzung des Polymerisations-Katalysators mit einem Katalysatorsystem umsetzt, dasIt has now been found that the molecular weight is more unsaturated polymeric, preferably elastomeric hydrocarbons, produced by polymerizing diolefins or copolymerization ▼ on mono- with diolefins or mixed polymerisation of different diolefins with one another in inert organic solvents metallic sodium and / or potassium or their organic compounds as a catalyst, with molecular weights from 1000 to 1,000,000, preferably from 100,000 to 800,000 and especially from 200,000 to 600,000, can be increased in a simple manner if the reaction mixture or the mixture of different reaction mixtures after completion of the polymerization or after reaching the desired conversion before or after decomposition of the polymerization catalyst with a catalyst system which

a) aus einer Verbindung der allgemeinen Formel R MeX besteht« in der Me ■ B, Al, Ga, Be, Mg, Ca, Zn, Si, Sn, As, Sb, Tl, Zr, P, Mo; W, Bi, Fe, Hg, Cd, V, U, VO;a) consists of a compound of the general formula R MeX « in the Me ■ B, Al, Ga, Be, Mg, Ca, Zn, Si, Sn, As, Sb, Tl, Zr, P, Mo; W, Bi, Fe, Hg, Cd, V, U, VO; X = F, Cl, Br, J; R ein Wasserstoff-, Alkyl-, Cycloalkyl-, -Aryl-, Aralkyl-, 'Alkoxy-, SuIfoxy-Rest oder ein Carboxylat-Anion bedeutet, wobei y die Wertigkeit des jeweiligen Zentralatoms Me und η einen Wert zwischen O und der Wertigkeit des Zentralatoms bedeutet, undX = F, Cl, Br, J; R is a hydrogen, alkyl, cycloalkyl, aryl, aralkyl, alkoxy, sulfoxy radical or a carboxylate anion, where y is the valence of the respective central atom Me and η is a value between 0 and the valence of Central atom means, and

b) aus einer aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindung besteht, wobei die Katalysator komponente a) in Konzentrationen von 0, bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 0, 01 bis 5 Gewichtsprozent und insbesondere von 0, 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das eingesetzte Polymerisat, und die Katalysatorkomponente b) in Mengen von 0, 002 bis 2 Mol, vorzugsweise von 0, 005 bis 1 Mol und Insbesondere von 0, öl bis 0, β Mol, bezogen auf die Kktalysatorkoxnponente a), zugesetzt wird.b) consists of an active hydrogen-containing compound, where the catalyst component a) in concentrations of from 0 to 10 percent by weight, preferably from 0.01 to 5 percent by weight and in particular from 0.2 percent by weight, based on the polymer used and the catalyst component b) in amounts from 0.002 to 2 mol, preferably from 0.005 to 1 mol and in particular from 0.1 oil to 0.1 β mol, based on the Kktalysatorkoxnponente a), is added.

90-9-$J4/110290-9- $ J4 / 1102

: 7.12.64: 12/7/64

Geeignete, ungesättigte polymere Kohlenwasserstoffe sind beispielsweise Polybutadiene, Polyisoprene sowie Mischpolymerisate von beispielsweise Butadien oder Isopren mit Monoolefinen wie beispielsweise Styrol, die mit Natrium und/oder Kalium bzw. deren organischen Verbindungen hergestellt werden können.Suitable unsaturated polymeric hydrocarbons are, for example, polybutadienes, polyisoprenes and copolymers of for example butadiene or isoprene with monoolefins such as styrene, those with sodium and / or potassium or their organic Connections can be made.

Bei einigen dieser Verfahren bereitet es nun erhebliche technische . Schwierigkeiten, Polymerisate mit wesentlich höher als ML-4 » 50 liegenden Viskositäten zu erzeugen. Derartige Polymerisate sind aber heute vor allem für die Herstellung von ölplastifizierten Kautschuken von besonderem Interesse, wobei ML-4 Viskositäten vorzugsweise zwischen 90 und 140 benötigt werden. Nach dem vorliegenden Verfahren ist es nun auf einfache Weise möglich, die Mooney- Viskosität der Polymerisate z. B. von 20 auf 50 oder von 20 bzw. 50 auf 90 bis 140 zu erhöhen. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt mithin darin, daß das Molekulargewicht während der Polymerisation niedrig gehalten werden kann. Dieser Vorteil wirkt sich vor allem bei Lösungepolymerisationen aus, bei denen das entstehende Polymere in Lösung bleibt und sich dadurch mit steigendem Uznsatz und mit steigendem Molekulargewicht die Viskosität des Reaktionsgemisches erhöht.For some of these procedures it now prepares considerable technical. Difficulties in producing polymers with viscosities significantly higher than ML-4-50. Such polymers are, however today of particular interest for the production of oil-plasticized rubbers, with ML-4 viscosities being preferred between 90 and 140 are required. According to the present process, it is now possible in a simple manner to determine the Mooney viscosity the polymers z. B. from 20 to 50 or from 20 or 50 to 90 to 140 to increase. The advantage of this procedure is that that the molecular weight can be kept low during the polymerization. This advantage is particularly effective in solution polymerizations, in which the resulting polymer is in solution remains and as a result, the viscosity of the reaction mixture increases with increasing use and with increasing molecular weight.

Als Lösungsmittel kommen hierfür vor allem Kohlenwasserstoffe in Frage, wie z. B. aliphatisch^ und cyclische, gesättigte Kohlenwasserstoffe, offenkettige und cyclische, ungesättigte Kohlenwasserstoffe, wie auch aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Benzol, seine Homologen und deren Isomere, Hexan, Butan und Isopropylcyclohexan.Suitable solvents for this are mainly hydrocarbons, such as. B. aliphatic ^ and cyclic, saturated hydrocarbons, open-chain and cyclic, unsaturated hydrocarbons, as well as aromatic hydrocarbons, such as. B. benzene, its homologues and their isomers, hexane, butane and isopropylcyclohexane.

Das erfindungsgemäß zu verwendende Katalysatorsystem besteht aus zwei Komponenten. Die erste Komponente a) ist durch die allgemeine Formel R MeX definiert, in.der Me * B, Al, Ga, Be, Mg, Ca, Zn, Si, Sn, As, Sb, Ti, Zr. P, Mo, W,"Bi, Fe, Hg, Cd, V, U, VQ; X-F, Cl, Br, J; R ein Wasserstoff-, Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Aralkyl-, Alkoxy-, Sulfoxy-Rest oder ein Carboxylat-Anion bedeutet.The catalyst system to be used according to the invention consists of two components. The first component a) is defined by the general formula R MeX, in which Me * B, Al, Ga, Be, Mg, Ca, Zn, Si, Sn, As, Sb, Ti, Zr. P, Mo, W, "Bi, Fe, Hg, Cd, V, U, VQ; X-F, Cl, Br, J; R a hydrogen, alkyl, cycloalkyl, aryl, Aralkyl, alkoxy, sulfoxy radical or a carboxylate anion means.

9098U/11029098U / 1102

-4-U954Ö3 o. ζ. 1924 - 4 -U954Ö3 or ζ. 1924

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wobei y die Wertigkeit des jeweiligen Zentralatoms Me und η einen Wert zwischen 0 und der Wertigkeit des Zentralatoms bedeutet.where y is the valence of the respective central atom Me and η one Value between 0 and the valence of the central atom means.

Verbindungen dieser Art sind beispielsweise einheitliche Borhalogenide bzw. Borhalogenide, in denen ein oder zwei Halogene durch den Rest R ersetzt sind, wie BF3, BCl3, R-BCl31 R2BCl, R3B3Br3; die gleichen Verhältnisse liegen bei Me s Al oder Ga vor.Compounds of this type are, for example, uniform boron halides or boron halides in which one or two halogens have been replaced by the radical R, such as BF 3 , BCl 3 , R-BCl 31 R 2 BCl, R 3 B 3 Br 3 ; the same conditions exist with Me s Al or Ga.

Weitere Verbindungen sind Grignardverbindungen, wie Alkyl- oder Arylmagnesiumhalogenide, wie die entsprechenden Verbindungen des Be, Ca und Zn; weitere Silizium- und Zinntetrahalogenide, wie beispielsweise SiCl oder SnCl. und entsprechende Verbindungen, in denen ein oder mehrere Halogene durch den Rest R ersetzt sind, wie beispielsweise Phenyl- oder Alkylsilizium- oder Zinntrihalogenid, weiter Titan- und Zirkontetrahalogenide und Titan- und Zirkonoxyhalogenide, Vanadintetrahalogenide, Vanadinoxyhalogenide und wasserfreies Eisen-3-halogenid sowie deren entsprechende Verbindungen, in denen ein oder zwei Halogenatome durch den Rest R ersetzt sind.Other compounds are Grignard compounds, such as alkyl or Aryl magnesium halides, such as the corresponding compounds of Be, Ca and Zn; other silicon and tin tetrahalides, such as SiCl or SnCl. and corresponding connections, in where one or more halogens have been replaced by the radical R, such as phenyl or alkyl silicon or tin trihalide, further titanium and zirconium tetrahalides and titanium and zirconium oxyhalides, vanadium tetrahalides, vanadium oxyhalides and anhydrous iron-3-halide and their corresponding compounds, in where one or two halogen atoms have been replaced by the radical R.

Diese Katalysatorkomponente a) wird in Konzentration/von 0, 01 bis 10 Gewichtsprozent eingesetzt. Normalerweise reichen jedoch Konzentrationen von 0, 2 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf Polymerisate, aus.This catalyst component a) is in concentration / from 0.01 to 10 percent by weight used. Normally, however, concentrations of 0.2 to 2 percent by weight, based on polymers, the end.

Diese Katalysatorkomponente a) reagiert zuerst mit dem Alkali-Katalysator in etwa äquimolaren Mengen. Das so entstehende Reaktions produkt ist allein für die Reaktion der Molekulargewichteerhöhung nicht wirksam. Aus wirtschaftlichen Gründen empfiehlt eich daher die Inaktivierung des Alkali-Katalysators durch andere Agentien. wie beispielsweise Titantetrachlorid.This catalyst component a) first reacts with the alkali catalyst in approximately equimolar amounts. The resulting reaction product alone is not effective for the molecular weight increase reaction. Eich therefore recommends for economic reasons the inactivation of the alkali catalyst by other agents. such as titanium tetrachloride.

Geeignete Verbindungen, die aktiven Wasserstoff enthalten, sind beispielsweise Wasser, Alkohole, Mercaptane, anorganische und organische Säuren, ferner Phenole, Thiophenole, enolisierbare · Carboxylverbindungen und Imide.Suitable compounds containing active hydrogen are for example water, alcohols, mercaptans, inorganic and organic acids, also phenols, thiophenols, enolizable · Carboxyl compounds and imides.

9098U/1.1029098U / 1.102

'S- U95403 7·12·Μ·' S - U95403 7 12 Μ

Als Alkohole kommen ζ. B. Methanol, Äthanol, η-Propanols Isopropanol, Butanol und dessen Isomere, Benzylalkohol, Triphenylcarbinol, Naphthyl-äthylcarbiiiol, Glycol, Propylenglykol, Nonandiol, Glycerin, Allylalkohol, 2-Butindiol-l, 3, Äthanolamin, Difithanolamin, Triäthanolaxnin und Trichloräthanol in Betracht. Geeignete Mercaptane sind Methyl-, Äthylmercaptan und seine Homologen.The alcohols are ζ. B. methanol, ethanol, η-propanol, isopropanol, butanol and its isomers, benzyl alcohol, triphenylcarbinol, naphthyl-äthylcarbiiiol, glycol, propylene glycol, nonanediol, glycerol, allyl alcohol, 2-butynediol-1, 3, ethanolamine, difithanolaxanolamine, triethanol and triethanol Consideration. Suitable mercaptans are methyl and ethyl mercaptans and their homologues.

Unter anorganischen Säuren sind zu verstehen Salpetersäure, salpetrige Säure, Schwefelsäure, schweflige Säure, Phosphorsäure, phosphorige Säure, Stickstoff-Wasserstoff-Säure, Halogensauerstoffsäuren, wie z.B. Perchlorsäure.Inorganic acids are to be understood as meaning nitric acid, nitrous acid Acid, sulfuric acid, sulphurous acid, phosphoric acid, phosphorous acid, nitrogen-hydrogen acid, halogenated oxygen acids, such as e.g. perchloric acid.

Geeignete organische Säuren sind z. B. Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, ölsäure, Stearinsäure, Trichloressigsäure, Linolensäure, Propargylsäure, Phenylessigsäure, Naphthalincarbonsäure, Zimtsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Phthalsäure, Acetylendicarbonsäure, Naphthalindicarbonsäure, Tricarballylsäure, Metacrylsäure, Crotonsäure, Vinylessigsäure, Acrylsäure, Milchsäure, Citronensäure, Aminoessigsäure, Aminovaleriansäure, Thiopropionsäure und Ricinussäure, Benzolsulfonsäuren, Toluolsulfonsäure, Naphthalin- -sulfonjsäure, Sulfinsäuren wie Benzolsulfinsäure undSuitable organic acids are e.g. B. formic acid, acetic acid, Propionic acid, oleic acid, stearic acid, trichloroacetic acid, linolenic acid, propargylic acid, phenylacetic acid, naphthalenecarboxylic acid, Cinnamic acid, adipic acid, azelaic acid, phthalic acid, acetylenedicarboxylic acid, naphthalenedicarboxylic acid, tricarballylic acid, methacrylic acid, Crotonic acid, vinyl acetic acid, acrylic acid, lactic acid, citric acid, aminoacetic acid, aminovaleric acid, thiopropionic acid and ricinus acid, benzenesulfonic acids, toluenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, sulfinic acids such as benzenesulfinic acid and säure sowie alle homologen Verbindungen, die leicht Protonen abspalten.acid as well as all homologous compounds that easily split off protons.

Geeignete Phenole sind Phenol selbst, Brenzcatechin, Resorcin, Hydrochinon, Pyrogallol, Phloroglucin, Oxyhydrochinon, Inosit, 1-Isopropyl-4-oxybenzol. Salicylsäure, Naphthol» Nitronäphthol, Thiophenol und seine Homologen wie auch Polythiole.Suitable phenols are phenol itself, pyrocatechol, resorcinol, hydroquinone, pyrogallol, phloroglucinol, oxyhydroquinone, inositol, 1-isopropyl-4-oxybenzene. Salicylic acid, naphthol »nitronaphthol, thiophenol and its homologues as well as polythiols.

Als enolisierbare Carbonylverbindungen sind zu nennen Acetylaceton ad-Nitroverbindungen.Acetylacetone should be mentioned as enolizable carbonyl compounds ad nitro compounds.

Geeignete Imide sind Ditosylimid und Di-trichloracetyUmid.Suitable imides are ditosylimide and di-trichloroacetyUmid.

909814/1102909814/1102

U95403U95403

Auch Polymere, die die genannten funktionellen Gruppen enthalten, wie beispielsweise Mischpolymere von Vinylchlorid mit Maleinsäure, sind geeignet. Entscheidend für die Auslösung dieser Reaktion ist dabei nur die Anwesenheit der funktionellen Gruppe. Der an der funktionellen Gruppe befindliche organische Rest besitzt keinenPolymers that contain the functional groups mentioned, such as copolymers of vinyl chloride with maleic acid are suitable. Crucial for triggering this reaction is only the presence of the functional group. The organic residue on the functional group has none bzw. nur einen sehr geringen Einfluß auf die Reaktion.or only a very small influence on the reaction.

Diese Katalysatorkomponente b) wird in weit geringeren Konzen-This catalyst component b) is used in far lower concentrations

trationen als die Katalysatorkomponente a) benötigt. Sie liegen zwischen 0, 002 bis 2 Mol, normalerweise jedoch zwischen o, 005 Mol bis 0,6 Mol pro Mol der Katalysatorkomponente a).trations as the catalyst component a) required. they lay between 0.002 to 2 moles, but usually between 0.005 moles to 0.6 moles per mole of the catalyst component a).

Diese Reaktion zur Erhöhung des Molekulargewichtes wird Vorzugs-This reaction to increase the molecular weight is preferred

ww ''

weise so durchgeführt, daß man am Ende der Polymerisation oderwisely carried out so that at the end of the polymerization or nach Erreichen des gewünschten Umsatzes dem Reaktionsgemischafter the desired conversion has been reached, the reaction mixture

verschiedenerdifferent

oder der Mischung Xsx/Reaktionsgemische zuerst die Katalysatorkomponente a) zusetzt und so lange rührt, bis eine homogene Mischung oder Lösung erreicht ist. Dann wird die Katalysatorkomponente b) auf einmal oder portionsweise zugesetzt. Bei portionsweiser Zugabe tritt im allgemeinen eine etwas stärkere Molekulargewichtserhöhung ein. . Die Molekulargewichtserhöhung ist um so größer, je größer die eingesetzte Menge an der Katalysatorkomponente b) ist.or the mixture Xsx / reaction mixture first the catalyst component a) is added and stirred until a homogeneous mixture or solution is reached. Then the catalyst component b) is added all at once or in portions. When adding in portions there is generally a somewhat greater increase in molecular weight. . The increase in molecular weight is greater, the greater the amount of catalyst component b) used.

Die Temperatur des Reaktionsgemisches kann zwischen -50 C und ι lOO C liegen. Zweckmässig setzt man die Katalysatoren bei Zimmertemperatur oder bei der Polymerisationstemperatur zu. Nach einer Einwirkungszeit, die bis zu 10 Stunden, vorzugsweise jedoch weniger als 10 Minuten, in besonderen Fällen sogar weniger als eine Minute betragen kann, wird das Reaktionsgemisch in an sich bekannter Weise« gegebenenfalls durch Zerstören des Katalysators mit Alkohol oder Ketonen, Ausfällen des Polymerisates mit Alkohol oder Abtreiben des Lösungsmittels mit Wasserdampf aufgearbeitet.The temperature of the reaction mixture can be between -50.degree. C. and 100.degree. The catalysts are expediently added at room temperature or at the polymerization temperature. After a Exposure time up to 10 hours, but preferably less than 10 minutes, in special cases even less than a minute, the reaction mixture is in a manner known per se « optionally by destroying the catalyst with alcohol or ketones, precipitating the polymer with alcohol or stripping it off the solvent worked up with steam.

Dieses Verfahren besitzt den Vorteil, daß man den Polymeren die entsprechenden, meist leicht zugänglichen Katalysatorkomponenten in einfacher Weise zusetzen und ohne Vergelung eine definierteThis process has the advantage that the polymers appropriate, usually easily accessible catalyst components to be added in a simple manner and a defined one without gelation

9098U/1 1029098U / 1 102

αζ· 1924 αζ 1924

7.12.6412/7/64

Molekulargewichts erhöhung erreichen kann. Außerdem lassen sich die Eigenschaften zum Beispiel bei Polybutadien dahingehend verändern, daß die aus diesen Polymerisaten hergestellten Vulkanieate sogar eine Verbesserung der Strukturfestigkeit aufweisen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrene liegt darin, daß die Fließneigung der Rohpolymerisate in erheblichem Maße vermindert wird.Molecular weight increase can achieve. In addition, you can change the properties of polybutadiene, for example, in such a way that the volcanoes produced from these polymers even show an improvement in structural strength. Another essential advantage of the method according to the invention lies in the fact that the tendency of the crude polymers to flow is reduced to a considerable extent.

Beispiel 1example 1

Die Polymerisation von Butadien wird in bekannter Weise mit metallischem Natrium in Hexan durchgeführt.The polymerization of butadiene is carried out in a known manner with metallic sodium in hexane.

In die verbleibende Polymerisationslösung wird eine äquimolareIn the remaining polymerization solution is an equimolar

„Menge TiCl,, gelöst in Hexan, eingeführt. Nach Zugabe von 1, 8 g“Amount of TiCl, dissolved in hexane, introduced. After adding 1.8 g

Äthyl *Ethyl *

/ .aluminiumsesquichlorid (2%, bezogen auf Butadien) v/ird der/ .aluminium sesquichloride (2%, based on butadiene) v / ird the Ansatz bei Zimmertemperatur mit 0, 07 ml Wasser (3, 9 xnMol), gelöst in Benzol, versetzt. 1 Stunde nach Zugabe des Wassers wird die stark viskose Lösung stabilisiert und das Polybutadien durch-Zugabe von Methanol gefällt.Approach at room temperature with 0.07 ml of water (3.9 × nmol), dissolved in benzene, added. 1 hour after adding the water the highly viscous solution is stabilized and the polybutadiene is precipitated by adding methanol.

ML-4 vor Reaktion: 7ML-4 before reaction: 7

ML-4 nach Reaktion: 91 Gel: " 6 % ML-4 after reaction: 91 gel: "6 %

Bei Verwendung von Carbonsäure, Phenolen und Sulfonsäuren als Cokatalysator erhält man ähnliche Ergebnisse.Similar results are obtained when using carboxylic acid, phenols and sulfonic acids as cocatalysts.

Beispiel 2Example 2

Die Reaktionslösung des mit metallischem Natrium hergestellten. Mischpolymerisates von Butadien und Styrol (Verhältnis 7p : 30). in Hexan wird mit der äquimolaren Menge TiCl4, bezogen auf Natrium, versetzt. Nach Zugabe von 1,8 Gewichtsteilen Äthylaluminiumsesquichlorid, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Mischpolymerisates, werden bei Zimmertemperatur 0,179 g AmeisensäureThe reaction solution of the one made with metallic sodium. Copolymer of butadiene and styrene (ratio 7p: 30). in hexane, the equimolar amount of TiCl 4 , based on sodium, is added. After adding 1.8 parts by weight of ethylaluminum sesquichloride, based on 100 parts by weight of the copolymer, 0.179 g of formic acid are obtained at room temperature

9 0 9 8 U / 1 1 0 29 0 9 8 U / 1 1 0 2

-β- H95403 ο.ζ. 1924-β- H95403 ο.ζ. 1924

7.12.6412/7/64

ν? .Si' ,»'ν? .Si ', »'

in Form einer 1 %igen Lösung in Benzol zugesetzt. Die stark viskose Lösung wird nach beendeter Reaktion stabilisiert und mit Methanol ausgefällt.added in the form of a 1% solution in benzene. The strong viscous solution is stabilized after the reaction has ended and precipitated with methanol.

ML-4 vor Reaktion: 15ML-4 before reaction: Dec. ML-4 nach Reaktion: 53ML-4 after reaction: 53 Beispiel 3Example 3

Die Polymerisation von Butadien wird in bekannter Weise mit metallischem Kalium in Hexan durchgeführt. Nach Zugabe von 2,5 % Äthylaluminiumsesquichlorid (bezogen auf Butadien) wird eine benzolische Lösung vpn 0,55 Mol Essigsäure pro Mol Äthylaluminium sesquichlorid zugegeben. Nach 1-stündiger Reaktionszeit wird der Katalysator der viskosen Reaktionslösung mit 2 Mol Aceton pro Mol Äthylaluminium β esquichlorid zersetzt und das Polymerisat mit Methanol ausgefällt. Das trockene Produkt enthält etwa 1 % Di-tert. -butyl-ρ-kr es öl als Stabilisator.The polymerization of butadiene is carried out in a known manner with metallic potassium in hexane. After adding 2.5 % of ethylaluminum sesquichloride (based on butadiene), a benzene solution of 0.55 mol of acetic acid per mol of ethylaluminum sesquichloride is added. After a reaction time of 1 hour, the catalyst of the viscous reaction solution is decomposed with 2 moles of acetone per mole of ethylaluminum β esquichloride and the polymer is precipitated with methanol. The dry product contains about 1% di-tert. -butyl-ρ-kr es oil as a stabilizer.

ML-4 vor Reaktion: 37ML-4 before reaction: 37 ML-4 nach Reaktion: 84.ML-4 after reaction: 84.

Bei Verwendung von Carbonsäure, Phenolen und Sulfonsäuren als Cokatalysator erhält man ähnliche Ergebnisse.Similar results are obtained when using carboxylic acid, phenols and sulfonic acids as cocatalysts.

Beispiel 4Example 4

Die gemäß Beispiel 1 und 3 hergestellten Polymerisationsaneätze werden in gleichen Teilen zusammengegeben und homogen miteinander vermischt. Diesem Reaktionsgemisch werden 0,30 Mol Ameisensäure pro Mol Äthylaluminium sesquichlorid in 3 gleichen Portionen jeweils im Abstand von 30 Minuten zugesetzt. 1 Stunde nach der letzten Zugabe wird der Katalysator mit 2 Mol Aceton pro Mol Äthylaluminiumsesquichlorid zersetzt und das Polymerisat mit Methanol ausgefüllt. Das trockene Produkt enthält etwa 1 % Di-tert.-butyl-p-kresol als Stabilisator.The polymerization approaches prepared according to Examples 1 and 3 are put together in equal parts and mixed together homogeneously. This reaction mixture 0.30 mol Formic acid was added per mole of ethylaluminum sesquichloride in 3 equal portions, each 30 minutes apart. 1 hour after the last addition, the catalyst is decomposed with 2 moles of acetone per mole of ethylaluminum sesquichloride and the polymer is filled with methanol. The dry product contains about 1% di-tert-butyl-p-cresol as a stabilizer.

9098U/11029098U / 1102

Claims (1)

■ .■. 9 -9 - 5353 U95403U95403 ο. ζ.ο. ζ. 19241924 91.91. 7.12.7.12. 6464 ML-4ML-4 vor Reaktion:before reaction: ·-- ML-4ML-4 nach Reaktion:after reaction:
PatentanspruchClaim Verfahren zur definierten Erhöhung des Molekulargewichtes ungesättigter polymerer, vorzugsweise elastomerer Kohlenwasserstoffe« hergestellt durch Polymerisation von Diolefinen bzw. Mischpolymerisation von Mono- mit Diolefinen bzw. Mischpolymerisation verschiedener Diolefine untereinander in inerten organischen Lösungsmitteln mit metallischem Natrium und/oder Kalium bzw. deren organischen Verbindungen als Katalysator, dadurch gekennzei cn η et, daß man das Reaktionsgemisch bzw. die Mischung verschiedener Reaktionsgemische nach Beendigung der Polymerisation bzw. nach Erreichen des gewünschten Umsatzes vor oder nach Zersetzung des Polymerisations-Katalysators mit einem Katalysatorsystem umsetzt, das ■Process for the defined increase in the molecular weight of unsaturated polymeric, preferably elastomeric hydrocarbons «produced by the polymerisation of diolefins or mixed polymerisation of mono- with diolefins or mixed polymerisation of different diolefins with one another in inert organic solvents metallic sodium and / or potassium or their organic compounds as a catalyst, thereby marked cn η et, that the reaction mixture or the mixture of different reaction mixtures after the end of the polymerization or after Achieving the desired conversion before or after decomposition of the polymerization catalyst with a catalyst system implements the ■ a) aus einer Verbindung der allgemeinen Formel R MeX besteht, Inder Me = B, Al, Ga, Be, Mg, ,Ca, Zn, Si, Sn, As, Sb, Ti, Zr, P, Mo, W, Bi, Fe, Hg, Cd, V, U, VO; X = F, Cl, Br, J; R ein Wasserstoff-, Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-," Aralkyl-, Alkoxy-, Sulfoxy-Rest oder ein Carboxylat-Anion bedeutet, wobei y die Wertigkeit des jeweiligen Zentralatoms Me und η einen Werta) consists of a compound of the general formula R MeX, Inder Me = B, Al, Ga, Be, Mg, Ca, Zn, Si, Sn, As, Sb, Ti, Zr, P, Mo, W, Bi, Fe, Hg, Cd, V, U, VO; X = F, Cl, Br, J; R is hydrogen, alkyl, cycloalkyl, aryl, "aralkyl, alkoxy, Sulphoxy radical or a carboxylate anion, where y is the Valence of the respective central atom Me and η a value zwischen O und der Wertigkeit des Zentralatome bedeutet, undbetween O and the valence of the central atom means, and b) aus einer aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindung besteht, " wobei die Katalysatorkomponente a) in Konzentrationen von O, 01 bis 10 Gewichteprozent, bezogen auf das eingesetzte Polymerisat, und die Katalysatorkomponente b) in Mengen von 0, 002 bis A Mol« bezogen auf die Katalysatorkomponente a), zugesetzt wird|b) consists of an active hydrogen-containing compound, "where the catalyst component a) in concentrations of 0.01 to 10 percent by weight, based on the polymer used, and the catalyst component b) in amounts of 0.002 to A mol" based on the Catalyst component a), is added | 9098U/1 1029098U / 1 102
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3302674A1 (en) * 1982-01-28 1983-08-04 Toyo Tire & Rubber Co., Ltd. (Toyo Gomu Kogyo K.K.), Osaka ELASTOMER BLEND FOR TIRES

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