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DE2827475C2 - - Google Patents

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Publication number
DE2827475C2
DE2827475C2 DE2827475A DE2827475A DE2827475C2 DE 2827475 C2 DE2827475 C2 DE 2827475C2 DE 2827475 A DE2827475 A DE 2827475A DE 2827475 A DE2827475 A DE 2827475A DE 2827475 C2 DE2827475 C2 DE 2827475C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tert
polymerization
resins
oxygen
resin
Prior art date
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Expired
Application number
DE2827475A
Other languages
German (de)
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DE2827475A1 (en
Inventor
Thomas James Langhorne Pa. Us Howell
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.)
Rohm and Haas Co
Original Assignee
Rohm and Haas Co
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 Rohm and Haas Co filed Critical Rohm and Haas Co
Publication of DE2827475A1 publication Critical patent/DE2827475A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2827475C2 publication Critical patent/DE2827475C2/de
Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/28Oxygen or compounds releasing free oxygen
    • C08F4/32Organic compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J39/00Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/08Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/16Organic material
    • B01J39/18Macromolecular compounds
    • B01J39/20Macromolecular compounds obtained by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F212/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F212/02Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
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Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Polymerkügelchen, die sich als Ionenaustauscherpolymerkügelchen mit hervorragenden physikalischen Eigenschaften eignen.The invention relates to the production of polymer beads, which prove to be excellent ion exchange polymer beads physical properties.

Die Methoden zur Herstellung von vernetzten Vinylcopolymeren in Kugelform (als Vorläufer für Ionenaustauscherharze) durch eine durch freie Radikale katalysierte Polymerisation der Monomermischung in wäßriger Dispersion ist bekannt. Unter dem Begriff "vernetztes Vinylcopolymeres" oder dgl. sollen Copolymere aus einem größeren Anteil, d. h. 50 bis 99,5 Mol-% und vorzugsweise 80 bis 99%, eines monoäthylenisch ungesättigten Monomeren, beispielsweise eines monoäthylenisch ungesättigten aromatischen Monomeren, wie Styrol, Vinyltoluol, Vinylnaphthalin, Äthylvinylbenzol, Vinylchlorbenzol sowie Chlormethylstyrol, ferner Estern von Acrylsäure und Methacrylsäure, wie Methylacrylat, Äthylacrylat, Propylacrylat, Isopropylacrylat, Butylacrylat, tert.-Butylacrylat, Äthylhexylacrylat, Cyclohexylacrylat, Isobornylacrylat, Benzylacrylat, Phenylacrylat, Alkylphenylacrylat, Äthoxymethylacrylat, Äthoxypropylacrylat, Propoxypropylacrylat, Äthoxyphenylacrylat, Äthoxybenzylacrylat oder Äthoxycyclohexylacrylat, sowie den entsprechenden Estern von Methacrylsäure, mit einer kleineren Menge, d. h. 0,5 bis 50 Mol-% und vorzugsweise 1 bis 20%, polyäthylenisch ungesättigten Monomeren mit wenigstens zwei aktiven äthylenisch ungesättigten Gruppen, die mit den vorstehend erwähnten monoungesättigten Monomeren unter Bildung vernetzter unlöslicher und unschmelzbarer Copolymerer polymerisierbar sind, verstanden werden, wobei von den letzteren Verbindungen beispielsweise folgende erwähnt seien: Divinylbenzol, Trimethylolpropantrimethacrylat, Äthylenglykoldimethacrylat, Divinyltoluol, Trivinylbenzol, Divinylchlorbenzol, Diallylphthalat, Divinylpyridin, Divinylnaphthalin, Äthylenglykoldiacrylat, Neopentylglykoldimethacrylat, Diäthylenglykoldivinyläther, Bisphenol-A-dimethacrylat, Pentaerythrittetra- und -trimmethacrylat, Divinylxylol, Divinyläthylbenzol, Divinylsulfon, Divinylketon, Divinylsulfid, Allylacrylat, Diallalymaleat, Diallylfumarat, Diallylsuccinat, Diallylcarbonat, Diallylmalonat, Diallyloxalat, Diallyladipat, Diallylsebacat, Divinylsebacat, Diallyltartrat, Diallylsilikat, Triallyltricarballylat, Triallylaconitat, Triallylcitrat, Triallylphosphat, N,N′-Methylendiacrylamid, N,N′-Methylendimethacrylamid, N,N′-Äthylendiacrylamid, Trivinylnaphthalin, Polyvinylanthracene sowie die Polyallyl- und Polyvinyläther von Glykol, Glycerin, Pentaerythrit, Resorcin sowie die Mono- und Dithioderivate von Glykolen.The methods of making cross-linked vinyl copolymers in spherical form (as a precursor for ion exchange resins) free radical catalyzed polymerization of the Monomer mixture in aqueous dispersion is known. Under the term "cross-linked vinyl copolymer" or the like Copolymers from a larger proportion, i. H. 50 to 99.5 mol% and preferably 80 to 99% of a monoethylenically unsaturated Monomers, for example a monoethylenically unsaturated one aromatic monomers, such as styrene, vinyl toluene, Vinyl naphthalene, ethyl vinyl benzene, vinyl chlorobenzene and Chloromethylstyrene, also esters of acrylic acid and methacrylic acid, such as methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, Butyl acrylate, tert-butyl acrylate, ethylhexyl acrylate, Cyclohexyl acrylate, isobornyl acrylate, benzyl acrylate, Phenyl acrylate, alkylphenyl acrylate, ethoxymethyl acrylate, ethoxypropyl acrylate, Propoxypropyl acrylate, ethoxyphenyl acrylate, Äthoxybenzylacrylat or Äthoxycyclohexylacrylat, and the corresponding esters of methacrylic acid, with a smaller one Amount, d. H. 0.5 to 50 mol% and preferably 1 to 20%, polyethylenically unsaturated monomers with at least two active ethylenically unsaturated groups with the above mentioned monounsaturated monomers with formation crosslinked insoluble and infusible copolymer polymerizable are understood, the latter of which Compounds, for example, the following may be mentioned: divinylbenzene, Trimethylolpropane trimethacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, Divinyltoluene, trivinylbenzene, divinylchlorobenzene, Diallyl phthalate, divinyl pyridine, divinyl naphthalene, ethylene glycol diacrylate, Neopentyl glycol dimethacrylate, diethylene glycol divinyl ether, Bisphenol A dimethacrylate, pentaerythritol tetra and trimethyl acrylate, divinyl xylene, divinyl ethyl benzene, Divinyl sulfone, divinyl ketone, divinyl sulfide, allyl acrylate,  Dialalymaleate, diallyl fumarate, diallyl succinate, diallyl carbonate, Diallyl malonate, diallyl oxalate, diallyl adipate, diallyl sebacate, Divinyl sebacate, diallyl tartrate, diallyl silicate, Triallyl tricarballylate, triallylaconitat, triallyl citrate, Triallyl phosphate, N, N'-methylenediacrylamide, N, N'-methylenedimethacrylamide, N, N′-ethylenediacrylamide, trivinylnaphthalene, Polyvinylanthracenes as well as the polyallyl and polyvinyl ethers of glycol, glycerin, pentaerythritol, resorcinol and the mono- and dithio derivatives of glycols.

Das Copolymere kann auch bis zu ungefähr 5 Mol-% polymerisierter Einheiten anderer äthylenisch ungesättigter Monomerer enthalten, die nicht die Grundnatur der Harzmatrix beeinflussen, beispielsweise Methylacrylat, Acrylnitril sowie Butadien.The copolymer can also be polymerized up to about 5 mole percent Units of other ethylenically unsaturated monomers contain that do not affect the basic nature of the resin matrix, for example methyl acrylate, acrylonitrile and butadiene.

Herkömmliche Polymerisationsbedingungen führen zu vernetzten Vinylcopolymeren, die bei der Umwandlung in Ionenaustauscherharze durch Anknüpfen von funktionellen Gruppen bestimmte verfahrenstechnische Nachteile zeigen, welche auf physikalische Schwächezustände zurückzuführen sind.Conventional polymerization conditions lead to cross-linked Vinyl copolymers used in the conversion to ion exchange resins determined by linking functional groups show procedural disadvantages, which refer to physical Weaknesses are due.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung von vernetzten diskreten Copolymerkügelchen zu schaffen, die eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen und gegenüber osmotischen Schocks widerstandsfähig sind.The object of the invention is a method for the production of cross-linked discrete copolymer beads to create that have high mechanical strength and are resistant to osmotic shocks.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the method of claim 1 solved.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Copolymerkügelchen besitzen eine hohe mechanische Festigkeit gegenüber der Einwirkung äußerer Kräfte, beispielsweise aufgrund des Gewichts eines Harzsäulenbettes, starker Flüssigkeitsströmung sowie einer Rückwaschung. Ionenaustauscherharze, die unter Einsatz der erfindungsgemäß hergestellten Copolymerkügelchen hergestellt woden sind, sind daher besonders geeignet zur Behandlung von flüssigen Strömen mit hohen Fließgeschwindigkeiten, wie sie beispielsweise beim Reinigen von Kondensaten auftreten, wobei Harze mit schlechterer Qualität zu einem mechanischen Zusammenbrechen und zur kurzen Lebensspannen neigen.Those produced by the process according to the invention Copolymer beads have high mechanical strength against the influence of external forces, for example due to the weight of a resin column bed, strong fluid flow as well as a backwash. Ion exchange resins, those using the manufactured according to the invention  Copolymer spheres are therefore special suitable for the treatment of liquid streams with high flow velocities, such as those used for Clean condensates occur, with poorer resins Quality to a mechanical breakdown and tend to have short lifespans.

Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß eine besondere Gruppe von Peroxykatalysatoren, von denen bisher nicht bekannt war, daß sie Vorteile bei der Herstellung von Ionenaustauscherpolymeren bedingen, zur Herstellung eines Polymeren verwendet werden können, das nach dem Funktionalisieren entsprechenden herkömmlichen Materialien un unerwarteter Weise überlegen ist. Die Katalysatoren, welche diese Vorteile bieten, lassen sich im allgemeinen als Peroxyester sowie Peroxydicarbonate charakterisieren.The invention is based on the finding that a special Group of peroxy catalysts, of which it was previously unknown that they have advantages in the manufacture of ion exchange polymers conditioned, used to produce a polymer can be the corresponding after functionalization conventional materials unexpectedly is superior. The catalysts that offer these advantages can generally be used as peroxyesters and peroxydicarbonates characterize.

In den DE-OS 28 05 121.0 und 28 20 947.4 wird eine Verbesserung der Ionenaustauscherharzqualität in der Weise beschrieben, daß der Sauerstoffgehalt der Monomermischung während der Polymerisation gesteuert wird und/oder ein "Reaktionsmodifizierungsmittel" der Monomermischung zugesetzt wird.In DE-OS 28 05 121.0 and 28 20 947.4 an improvement the ion exchange resin quality described in such a way that the oxygen content of the monomer mixture is controlled during the polymerization and / or a "Reaction modifier" is added to the monomer mixture.

Die DE-PS 9 74 216 beschreibt die Verwendung eines "Peroxidkatalysators" in Vernetzungssystemen und die FR-PS 15 11 374 offenbart den Einsatz von bestimmten Peroxidkatalysatoren bei der Erzeugung von Styrol-Homopolymeren. Keine dieser Literaturstellen beschreibt jedoch die spezifischen Peroxidkatalysatoren, wie sie im Anspruch 1 genannt sind, sowie die Tatsache, daß unter ihrem Einsatz vernetzte Copolymere hergestellt werden können, die sowohl bezüglich der Chatillon-Werte als auch der Anzahl der intakten Kügelchen herausragende Ergebnisse liefern, wie die diesbezüglichen Versuche in den Anmeldungsunterlagen zeigen und wesentlich sind zur Herstellung von guten Ionenaustauscherharzen.DE-PS 9 74 216 describes the use of a "peroxide catalyst" in networking systems and FR-PS 15 11 374 discloses the use of certain peroxide catalysts the production of styrene homopolymers. None of these references but describes the specific peroxide catalysts, as mentioned in claim 1, and the fact that cross-linked copolymers are produced using them can, both in terms of Chatillon values as well  the number of intact beads excellent results deliver how the related attempts in the application documents show and are essential for the production of good ion exchange resins.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Peroxyesterkatalysatoren sind im Handel erhältlich und werden für die Vinylpolymerisation empfohlen.The peroxyester catalysts used according to the invention are commercially available and are used for vinyl polymerization recommended.

Geeignete Peroxydicarbonatkatalysatoren, die zur Durchführung der Erfindung geeignet sind, sind diejenigen, die unter die folgende Formel fallen:Suitable peroxydicarbonate catalysts to carry out of the invention are those that are under the following formula fall:

worin Y und Z gleich oder verschieden sind und niederes (C₁-C₈ und vorzugsweise C₁-C₄) Alkyl, Cycloalkyl, alkylsubstituiertes Cycloalkyl oder Aralkyl sind. Derartige Materialien werden von der Lucidol Division, Pennwalt Corporation unter der Bezeichnung "Lupersol" sowie von der Noury Chemical Corporation unter der Bezeichnung "Percadox" in den Handel gebracht.where Y and Z are the same or different and lower (C₁-C₈ and preferably C₁-C₄) alkyl, cycloalkyl, alkyl-substituted Are cycloalkyl or aralkyl. Such materials are owned by the Lucidol Division, Pennwalt Corporation under the name "Lupersol" and from Noury Chemical Corporation under the name "Percadox" brought.

Eine bevorzugte Gruppe von Peroxyesterkatalysatoren sind tert.-Butylperoctoat, tert.-Butylperoxy-2-äthylhexanoat, tert.-Butylperoxyisobutyrat, tert.-Butylperoxyneodecanoat, tert.-Amylperoctoat sowie 2,5-Dimethyl-2,5-bis(2-äthylhexanoylperoxy)-hexan.A preferred group of peroxy ester catalysts are tert-butyl peroctoate, tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, tert-butyl peroxy isobutyrate, tert-butyl peroxy neodecanoate, tert-amyl peroctoate and 2,5-dimethyl-2,5-bis (2-ethylhexanoylperoxy) hexane.

Eine bevorzugte Gruppe von Peroxydicarbonatkatalysatoren umfaßt Di(4-tert.-butylcyclohexyl)-peroxydicarbonat, Di(sec.-butyl)-peroxydicarbonat, Di(2-äthylhexyl)-peroxydicarbonat, Dicetylperoxydicarbonat sowie Dicyclohexylperoxydicarbonat. A preferred group of peroxydicarbonate catalysts includes di (4-tert-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, di (sec-butyl) peroxydicarbonate, Di (2-ethylhexyl) peroxydicarbonate, Dicetyl peroxydicarbonate and dicyclohexyl peroxydicarbonate.  

Zur Durchführung der Erfindung können das Vinylmonomere, das vernetztende Monomere sowie gegebenenfalls ein anderes Monomeres in einer wäßrigen Dispersion polymerisiert werden, welche den Peroxykatalysator (wahlweise als "freie Radikale liefernder Initiator" bezeichnet) und zusätzlich, falls gewünscht, Sauerstoff und/oder ein "Reaktionsmodifizierungsmittel", wie es in den weiter oben angegebenen DE-OS beschrieben wird, enthält. Im allgemeinen werden ungefähr 0,1 bis ungefähr 2,0% des Peroxykatalysators, bezogen auf das Gewicht der Monomermischung, eingesetzt. Die erfindungsgemäßen Polymerisationsmethoden weichen im allgemeinen nicht von den bekannten Methoden zur Herstellung von Ionenaustauschpolymeren und -harzen ab.To carry out the invention, the vinyl monomer, the crosslinking monomer and optionally another Monomer are polymerized in an aqueous dispersion, which the peroxy catalyst (optionally as "free radicals delivering initiator ") and, if desired, Oxygen and / or a "reaction modifier", as described in the DE-OS specified above will contain. Generally about 0.1 to about 2.0% of the peroxy catalyst based on that Weight of the monomer mixture used. The invention Polymerization methods generally do not differ the known methods for the production of ion exchange polymers and resins.

Die Polymerisation wird normalerweise bei einer Temperatur von 30 bis 90°C und vorzugsweise 45 bis 80°C und insbesondere 50 bis 75°C durchgeführt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es zweckmäßig, tiefere Reaktionstemperaturen während der Anfangsstufen der Polymerisation einzuhalten, d. h. bis wenigstens ungefähr 50% und vorzugsweise wenigstens 75% des Monomeren in der Dispersion reagiert haben. Während der Endstufen der Polymerisation wird die Temperatur in zweckmäßiger Weise auf 20 bis 30°C oberhalb der Temperatur erhöht, die während der Anfangsstufen eingehalten wird. Es ist möglich, bei Temperaturen von 15 bis 35°C unterhalb der Temperaturen zu arbeiten, wie sie normalerweise bei den bekannten Methoden eingehalten werden. Wird bei tieferen Temperaturen, beispielsweise 30 bis 60°C, unter Einsatz der erfindungsgemäßen Katalysatoren (Percadox-Typ) gearbeitet, dann kann es zweckmäßig sein, einen zweiten sog. "Chaserkatalysator" zu verwenden, der bei höheren Temperaturen aktiv ist, beispielsweise bei Temperaturen von 75 bis 100°C, um höhere Ausbeuten an vernetztem Vinylpolymeren zu erzielen, wobei beispielsweise 0,05 bis 0,1%, bezogen auf das Monomergewicht, derartiger Initiatoren, wie Benzoylperoxid, tert.-Butylperoctoat sowie tert.-Butylperoxyisobutyrat, verwendet werden.The polymerization is usually at a temperature from 30 to 90 ° C and preferably 45 to 80 ° C and in particular 50 to 75 ° C performed. According to a preferred embodiment it is advisable to lower reaction temperatures to adhere to during the initial stages of polymerization, d. H. to at least about 50%, and preferably at least 75% of the monomer in the dispersion have reacted. During the final stages of the polymerization, the temperature expediently at 20 to 30 ° C above the temperature increased that adhered to during the initial stages becomes. It is possible at temperatures from 15 to 35 ° C below of temperatures to work as they normally do the known methods are followed. Will at deeper Temperatures, for example 30 to 60 ° C, using the catalysts (percadox type) worked, then it may be useful to use a second so-called "chaser catalyst" to use the active at higher temperatures is, for example at temperatures from 75 to 100 ° C, by higher  To achieve yields of cross-linked vinyl polymer, wherein for example 0.05 to 0.1%, based on the monomer weight, initiators such as benzoyl peroxide, tert-butyl peroctoate as well as tert-butyl peroxy isobutyrate will.

Das wäßrige Medium, in dem die Polymerisation in Dispersionsform durchgeführt wird, enthält gewöhnlich kleinere Mengen an herkömmlichen Suspensionsadditiven, d. h. Dispergiermitteln, wie Xanthangum (biosynthetisches Polysaccharid), Poly- (diallyldimethylammoniumchlorid), Polyacrylsäure (und Salze), Polyacrylamid, Magnesiumsilikat sowie hydrolysiertes Poly- (styrol/maleinsäureanhydrid), ferner Schutzkolloide, wie Carboxymethylcellulose, Hydroxyalkylcellulose, Methylcellulose, Polyvinylalkohol, Gelatine und Alginate, Pufferungshilfsmittel, wie Phosphat- und Boratsalze, sowie den pH steuernde Chemikalien, wie Natriumhydroxid sowie Natriumcarbonat.The aqueous medium in which the polymerization is in dispersion form usually contains smaller amounts on conventional suspension additives, i.e. H. Dispersants, such as xanthan gum (biosynthetic polysaccharide), poly (diallyldimethylammonium chloride), polyacrylic acid (and salts), Polyacrylamide, magnesium silicate and hydrolyzed poly- (styrene / maleic anhydride), also protective colloids, such as Carboxymethyl cellulose, hydroxyalkyl cellulose, methyl cellulose, Polyvinyl alcohol, gelatin and alginates, buffering aids, such as phosphate and borate salts, and pH-controlling Chemicals such as sodium hydroxide and sodium carbonate.

Die vernetzten Copolymeren mit hohem Molekulargewicht können aus dem Reaktionsgefäß in Form von harten diskreten Kügelchen mit einer Teilchengröße von 0,02 bis 2 mm, gewöhnlich mit einer Teilchengröße von 0,2 bis 1 mm, gewonnen werden. Diese Copolymeren können in Ionenaustauscherharze in der Weise umgewandelt werden, daß funktionelle Gruppen nach herkömmlichen Verfahren angeknüpft werden, wobei von derartigen funktionellen Gruppen folgende erwähnt seien: Sulfonamid-, Trialkylamino-, Tetralkylammonium-, Carboxyl-, Carboxylat-, Sulfonsäure-, Sulfonat-, Hydroxyalkylammonium-, Iminodiacetat-, Aminoxid-, Phosphonat- sowie andere bekannte Gruppen. Die Funktionalisierungsreaktionen, die unter Einsatz von vinylaromatischen Copolymeren zur Erzeugung von Ionenaustauscherharzen durchgeführt werden können, bestehen beispielsweise aus einer Sulfonierung mit konzentrierter Schwefelsäure, Chlorsulfonierung mit Chlorsulfonsäure und anschließener Aminierung, Umsetzung mit Sulfurylchlorid oder Thionylchlorid und anschließender Aminierung sowie Chlormethylierung und anschließender Aminierung. Typische Funktionalisierungsreaktionen an (Vinyl)acrylcopolymeren sind eine Hydrolyse zuAcrylsäureharzen, eine Amidolyse sowie eine Umesterung. Ionenaustauscherharze können ferner wie folgt eingeteilt werden: starke saure Kationenharze, beispielsweise Harze, welche die Sulfonsäuregruppe (-SO₃H-Gruppe) oder Sulfonatgruppe (-SO₃M-Gruppe, wobei M gewöhlich ein Alkalimetallion ist) aufweisen, schwach saure Kationenaustauscherharze, beispielsweise Harze, welche die Carboxylgruppe (CO₂H) oder Carboxylatgruppe (-CO₂M, wobei M gewöhnlich ein Alkalimetallion ist) enthalten, stark basische Anionenaustauscherharze, beispielsweise Harze, welche eine Tetraalkylammonium-NR₃X-Gruppe enthalten, wobei R eine Alkyl- oder Hydroxyalkylgruppe ist und X gewöhnlich Chlorid oder Hydroxid bedeutet, sowie schwach basische Anionenaustauscherharze, beispielsweise Harze, die eine Trialkylaminogruppe -NR₂ enthalten, wobei R eine Alkyl- oder Hydroxyalkylgruppe ist.The high molecular weight crosslinked copolymers can from the reaction vessel in the form of hard discrete Beads with a particle size of 0.02 to 2 mm, usually with a particle size of 0.2 to 1 mm will. These copolymers can be used in ion exchange resins be converted in such a way that functional groups be tied up by conventional methods, whereby from Such functional groups include the following: Sulfonamide, trialkylamino, tetralkylammonium, carboxyl, Carboxylate, sulfonic acid, sulfonate, hydroxyalkylammonium, Iminodiacetate, amine oxide, phosphonate and other known ones Groups. The functionalization reactions that are used of vinyl aromatic copolymers for the production of Ion exchange resins can be carried out  for example from a sulfonation with concentrated Sulfuric acid, chlorosulfonation with chlorosulfonic acid and subsequent amination, reaction with sulfuryl chloride or thionyl chloride and subsequent amination and Chloromethylation and subsequent amination. Typical Functionalization reactions on (vinyl) acrylic copolymers are hydrolysis to acrylic acid resins, amidolysis as well as a transesterification. Ion exchange resins can also can be classified as follows: strong acidic cation resins, for example resins which have the sulfonic acid group (-SO₃H group) or sulfonate group (-SO₃M group, where M usually is an alkali metal ion), weakly acidic Cation exchange resins, for example resins which the Carboxyl group (CO₂H) or carboxylate group (-CO₂M, where M is usually an alkali metal ion), strongly basic Anion exchange resins, for example resins, which contain a tetraalkylammonium NR₃X group, where R is an alkyl or is hydroxyalkyl group and X is usually chloride or Means hydroxide, as well as weakly basic anion exchange resins, for example, resins that have a trialkylamino group -NR₂ contain, where R is an alkyl or hydroxyalkyl group is.

Die Eigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten Harze werden erst dann ersichtlich, wenn die vernetzten Copolymeren in Ionenaustauscherharze durch die Anknüpfung von funktionellen Gruppen umgewandelt werden. Die physikalische Festigkeit dieser Ionenaustauscherharze geht aus ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber einem Zerstoßen hervor, die in herkömmlicher Weise unter Verwendung des Chatillon-Instruments ("Osmotical and Mechanical Strength of Ion Exchange Resins" von L. S. Goldon and J. Irving in "Chemistry and Industry (London), Band 21, Seiten 837 bis 844 (1972)) gemessen wird, ferner durch visuelle Untersuchung vor und nach einem Einsatz als Ionenaustauscher. Beispielsweise können stark saure Styroltypharze gemäß der erfindungsgemäß bevorzugten Methode in der Weise hergestellt werden, daß sie Chatillonwerte von 1000 bis 5000 g ( Kraft pro Kügelchen) aufweisen, und zwar im Vergleich zu Harzen, die auf Copolymere zurückgehen, die nach bekannten Polymerisationsmethoden hergestellt werden, wobei diese in herkömmlicher Weise Chatillonwerte von 50 bis 500 g/Kügelchen besitzen. In ähnlicher Weise können stark basische Styroltypharze gemäß vorliegender Erfindung Chatillonwerte von ungefähr 500 bis 1500 aufweisen, und zwar im Vergleich zu bekannten Harzen, die oft Chatillonwerte von 25 bis 400 besitzen.The properties of the resins produced according to the invention only become apparent when the crosslinked copolymers in ion exchange resins by linking functional ones Groups are converted. The physical strength These ion exchange resins are based on their resistance against crushing, which in conventional Way using the Chatillon instrument ("Osmotical and Mechanical Strength of Ion Exchange Resins" by L. S. Goldon and J. Irving in "Chemistry and Industry (London), volume 21, pages 837 to 844 (1972)) will, furthermore by visual examination before and after use as an ion exchanger. For example, you can  strongly acidic styrene resins according to the preferred one according to the invention Method be made in such a way that they Have chatillon values of 1000 to 5000 g (force per bead), compared to resins based on copolymers decline, which are produced by known polymerization methods which are Chatillon values in a conventional manner from 50 to 500 g / pellet. In a similar way can be strongly basic styrenic resins according to the present Invention Chatillon values from approximately 500 to 1500, in comparison to known resins, which often have chatillon values own from 25 to 400.

Die folgenden Beispiele erläutern einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.The following examples illustrate some preferred embodiments the invention.

Beispiel 1example 1

Der Polymerisationsreaktor ist ein 2-l-Dreihalsrundkolben, der mit einem Zweischaufelrührer, Thermometer, Kühler, Heizmantel mit Temperatursteuerungseinrichtung sowie einer Einrichtung zum Spülen mit einem Inertgas versehen ist. In diesen Reaktor wird eine Monomermischung eingefüllt, die aus 500,4 g Styrol und 85,6 g Divinylbenzol sowie 1,9 g tert.-Butylperoctoat besteht. Der Kopfraum wird mit Stickstoff gespült und die wäßrige Phase anschließend zugesetzt, und zwar 510 g Wasser, 20,1 g Poly(diallyldimethylammoniumchlorid) als Dispergiermittel, 1,6 g Gelatine als Schutzkolloid, 0,88 g Borsäure sowie eine solche Menge an 50%iger Natriumhydroxidlösung, die dazu ausreicht, einen pH zwischen 10,0 und 10,5 aufrechtzuerhalten. Der Rührer wird gestartet, worauf die Reaktionsmischung bei Zimmertemperatur auf 75°C während einer Zeitspanne von 45 Minuten erhitzt und bei dieser Temperatur während einer Zeitspanne von 4,0 Stunden gehalten wird. Anschließend wird die Polymerisation in der Weise beendet, daß man die Reaktionsmischung bei 95°C während einer Zeitspanne von 1 Stunde hält. Die Copolymerkügelchen werden abgetrennt, gewaschen und für die Funktionalisierung vorbereitet.The polymerization reactor is a 2 liter three-necked round bottom flask, the one with a two-blade stirrer, thermometer, cooler, heating jacket with temperature control device and a device is provided with an inert gas for purging. In these A reactor mixture is poured out of the reactor 500.4 g styrene and 85.6 g divinylbenzene and 1.9 g tert-butyl peroctoate exists. The headspace is filled with nitrogen rinsed and then added the aqueous phase, namely 510 g water, 20.1 g poly (diallyldimethylammonium chloride) as a dispersant, 1.6 g gelatin as a protective colloid, 0.88 g boric acid and such an amount of 50% Sodium hydroxide solution sufficient to maintain a pH between 10.0 and 10.5. The stirrer is started whereupon the reaction mixture at room temperature to 75 ° C  heated for a period of 45 minutes and during this Temperature held for a period of 4.0 hours becomes. Then the polymerization in the Way ended that the reaction mixture at 95 ° C during lasts for a period of 1 hour. The copolymer beads are separated, washed and for functionalization prepared.

In diesem sowie in den folgenden Beispielen werden stark saure Harze aus dem Copolymeren nach folgenden wahlweise einsetzbaren Methoden hergestellt:In this as well as in the following examples, strongly acidic Resins from the copolymer can be optionally used according to the following Methods made:

Sulfonierung ASulfonation A

Ein Teil der vorstehend hergestellten Copolymerkügelchen (110 g) wird zu 600 g einer 95%igen H₂SO₄ in einen 1-l-Kolben gegeben, der mit einem Rührer, Kühler, Tropftrichter, Thermometer, Alkaliwäscher sowie einer Heizeinrichtung versehen ist. 39 g Äthylendichlorid (Kugelanquellungsmittel) werden zugesetzt, worauf die Suspension auf 30 bis 130°C während einer Zeitspanne von 3 Stunden erhitzt wird. Dann erfolgt eine Hydratisierung, bei der Wasser zugesetzt wird, um das Produkt abzuschrecken. Das sulfonierte Produkt wird dann gewaschen, um Restsäure zu entfernen. Die physikalischen Eigenschaften des stark sauren Harzproduktes gehen aus der folgenden Tabelle I hervor.A portion of the copolymer beads prepared above (110 g) becomes 600 g of a 95% H₂SO₄ in a 1 liter flask given that with a stirrer, cooler, dropping funnel, Provide thermometer, alkali washer and a heater is. 39 g ethylene dichloride (ball soothing agent) are added, whereupon the suspension at 30 to 130 ° C. is heated for a period of 3 hours. Then there is a hydration in which water is added, to deter the product. The sulfonated product will then washed to remove residual acid. The physical Properties of the strongly acidic resin product come from the following Table I.

Sulfonierung BSulfonation B

Ein Teil der gemäß Beispiel 1 hergestellten Kügelchen (50 g) wird zu 315 g einer 94%igen H₂SO₄ in einen 1-l-Kolben gegeben, der mit einem Rührer, Kühler, Tropftrichter, Thermometer, Alkaliwäscher sowie einer Heizeinrichtung versehen ist. 30 g Äthylendichlorid(Kugelanquellungsmittel) werden zugesetzt, worauf die Suspension auf 60 bis 65°C erhitzt und auf dieser Temperatur während einer Zeitspanne von 1 Stunde gehalten wird. Die Mischung wird dann auf 115°C erhitzt und auf diesem Wert während einer Zeitspanne von 4 Stunden gehalten. Dann schließt sich eine Hydratisierungsstufe an, während welcher Wasser zum Abschrecken des Produktes zugesetzt wird. Das sulfonierte Produkt wird dann zur Entfernung von Restsäure gewaschen.A portion of the beads (50 g) prepared according to Example 1 is added to 315 g of 94% H₂SO₄ in a 1 liter flask, with a stirrer, cooler, dropping funnel, thermometer, Alkali washer and a heater is provided.  30 g of ethylene dichloride (ball soothing agent) are added, whereupon the suspension is heated to 60 to 65 ° C. and on maintained at this temperature for a period of 1 hour becomes. The mixture is then heated to 115 ° C and on this value is held for a period of 4 hours. This is followed by a hydration stage, during which Water is added to quench the product. The sulfonated product is then used to remove residual acid washed.

Von den ersten achtzehn angegebenen spezifischen Beispielen werden im Falle der Beispiele 1, 2, 4 bis 7 und 11 bis 18 die Copolymerprodukte nach der Sulfonierungsmethode "A" funktionalisiert, während die Funktionalisierung im Fall der restlichen Beispiele nach der Sulfonierungsmethode "B" erfolgt.Of the first eighteen specific examples given in the case of Examples 1, 2, 4 to 7 and 11 to 18 functionalizes the copolymer products according to the sulfonation method "A", while the functionalization in the case of the rest Examples are carried out according to the sulfonation method "B".

Beispiel 2Example 2

Unter Anwendung der in Beispiel 1 bschriebenen Arbeitsweise wird ein Copolymerionaustauscherharzvorläufer aus identischen Ausgangsmaterialien in identischen Mengen hergestellt. Die Eigenschaften des Produktes nach der Sulfonierung gehen aus der folgenden Tabelle I hervor.Using the procedure described in Example 1 is a copolymer ion exchange resin precursor from identical Starting materials manufactured in identical quantities. The Properties of the product after sulfonation go out Table I below.

Beispiel 3Example 3

Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise werden 254,5 g Styrol, 42,4 g Divinylbenzol, 3,0 g Methylacrylat und 1,5 g tert.-Butylperoctoat in das Reaktionsgefäß eingefüllt. Die wäßrige Phase besteht aus 270 g H₂O, 10,0 g Poly(diallyl­ dimethylammoniumchlorid), 0,8 g Gelatine als Schutzkolloid, 0,45 g Borsäure sowie einer 50%igen NaOH-Lösung in einer solchen Menge, die dazu ausreicht, den pH zwischen 10,0 und 10,5 zu halten. Die Reaktionsmischung wird auf 75°C während einer Zeitspanne von 2,7 Stunden erhitzt und dann während einer weiteren Stunde auf 95°C gehalten. Das Produkt wird gewaschen und sulfoniert. Die Eigenschaften des Harzes gehen aus der folgenden Tabelle I hervor.According to the procedure described in Example 1 254.5 g styrene, 42.4 g divinylbenzene, 3.0 g methyl acrylate and 1.5 g of tert-butyl peroctoate are introduced into the reaction vessel. The aqueous phase consists of 270 g H₂O, 10.0 g poly (diallyl dimethylammonium chloride), 0.8 g gelatin as protective colloid, 0.45 g boric acid and a 50% NaOH solution in one an amount sufficient to adjust the pH between 10.0 and To hold 10.5. The reaction mixture is kept at 75 ° C during heated for a period of 2.7 hours and then during a kept at 95 ° C for another hour. The product is washed and sulfonated. The properties of the resin go out  Table I below.

Beispiel 4Example 4

Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Methode werden 491,7 g Styrol, 85,5 g Divinylbenzol, 8,8 g Methylacrylat, 0,51 g Methylcyclopentadiendimeres sowie 1,90 g tert.-Butylperoctoat in das Reaktionsgefäß eingefüllt. Die wäßrige Phase besteht aus 510,0 g H₂O, 20,1 g Poly(diallyldimethylammoniumchlorid), 1,6 g Gelatine als Schutzkolloid, 0,83 g Borsäure und 50%iger NaOH-Lösung in einer solchen Menge, die dazu ausreicht, den pH zwischen 10,0 und 10,5 zu halten. Die Reaktionsmischung wird auf 75°C während einer Zeitspanne von 4 Stunden und dann auf 95°C während einer Zeitspanne von einer weiteren Stunde erhitzt. Das Produkt wird gewaschen und sulfoniert. Die Eigenschaften des Harzes gehen aus der folgenden Tabelle I hervor.According to the method described in Example 1, 491.7 g Styrene, 85.5 g divinylbenzene, 8.8 g methyl acrylate, 0.51 g Methylcyclopentadiene dimer and 1.90 g of tert-butyl peroctoate filled into the reaction vessel. The aqueous phase consists of 510.0 g H₂O, 20.1 g poly (diallyldimethylammonium chloride), 1.6 g gelatin as protective colloid, 0.83 g boric acid and 50% NaOH solution in such an amount as necessary sufficient to keep the pH between 10.0 and 10.5. The reaction mixture is at 75 ° C for a period of 4 hours and then to 95 ° C for a period of one heated for another hour. The product is washed and sulfonated. The properties of the resin follow from the following Table I.

Beispiel 5Example 5

Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise werden 491,7 g Styrol, 85,5 g Divinylbenzol, 8,8 g Methylacrylat, 0,59 g Methylcyclopentadiendimeres sowie 1,90 g tert.-Butylperoctoat in das Reaktionsgefäß eingefüllt. Die wäßrige Phase besteht aus 510,0 g H₂O, 20,1 g Poly(diallyldimethylammoniumchlorid), 1,6 g Gelatine als Schutzkolloid, 0,88 g Borsäure sowie einer solchen Menge einer 50%igen NaOH-Lösung, daß der pH zwischen 10,0 und 10,5 gehalten wird. Die Reaktionsmischung wird auf 75°C während einer Zeitspanne von 4 Stunden und auf 95°C während einer weiteren Stunde erhitzt. Das Produkt wird gewaschen und sulfoniert. Die Eigenschaften des Harzes gehen aus der folgenden Tabelle I hervor.According to the procedure described in Example 1 491.7 g styrene, 85.5 g divinylbenzene, 8.8 g methyl acrylate, 0.59 g of methylcyclopentadiene dimer and 1.90 g of tert-butyl peroctoate filled into the reaction vessel. The aqueous phase consists of 510.0 g H₂O, 20.1 g poly (diallyldimethylammonium chloride), 1.6 g gelatin as protective colloid, 0.88 g Boric acid and such an amount of a 50% NaOH solution, that the pH is maintained between 10.0 and 10.5. The Reaction mixture is kept at 75 ° C over a period of 4 hours and heated to 95 ° C for an additional hour. The product is washed and sulfonated. The properties of the resin are shown in Table I below.

Beispiel 6Example 6

Nach der in Beispiel 5 beschriebenen Arbeitsweise, wobei die gleiche organische und wäßrige Phase verwendet werden, wird einer Harz hergestellt, daß die in der Tabelle I angegebenen Eigenschaften besitzt.According to the procedure described in Example 5, wherein the same organic and aqueous phases are used  a resin is prepared that the specified in Table I. Possesses properties.

Beispiel 7Example 7

Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise, wobei jedoch 0,59 g des Reaktionsmodifizierungsmittels α-Methylstyroldimeres verwendet werden und als Initiator tert.-Butylperoctoat in einer Menge von 1,9 g eingesetzt wird, wird ein Harz mit den in der Tabelle I angegebenen Eigenschaften hergestellt.According to the procedure described in Example 1, but using 0.59 g of the reaction modifier α- methylstyrene dimer and using tert-butyl peroctoate as the initiator in an amount of 1.9 g, a resin with the properties given in Table I is used produced.

Beispiel 8Example 8

Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise, wobei jedoch 3,0 g Methylacrylat, 1,5 g tert.-Butylperoctoat und 0,3 g Cycloheptatrien (Reaktionsmodifizierungsmittel) verwendet werden, wird ein Harz mit den in der Tabelle I angegebenen Eigenschaften hergestellt.According to the procedure described in Example 1, wherein however 3.0 g of methyl acrylate, 1.5 g of tert-butyl peroctoate and 0.3 g of cycloheptatriene (reaction modifier) used will be a resin with the specified in Table I. Properties manufactured.

Beispiel 9Example 9

Nach der in Beispiel 1 beschriebenen allgemeinen Arbeitsweise, wobei jedoch 3,0 g Methylacrylat, 1,5 g tert.-Butylperoctoat, 0,3 g Norbornen (Reaktionsmodifizierungsmittel) verwendet werden, wird ein Harz hergestellt, das die in der Tabelle I angegebenen Eigenschaften besitzt.According to the general procedure described in Example 1, however, 3.0 g of methyl acrylate, 1.5 g of tert-butyl peroctoate, 0.3 g norbornene (reaction modifier) used, a resin is produced, which in the Table I has properties specified.

Beispiel 10Example 10

Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise, wobei jedoch 3,0 g Methylacrylat, 1,5 g tert.-Butylperoctoat und 0,3 g Dicyclopentadien (Reaktionsmodifizierungsmittel) verwendet werden, wird ein Harz hergestellt, daß die in der Tabelle I angegebenen Eigenschaften besitzt. According to the procedure described in Example 1, however 3.0 g of methyl acrylate, 1.5 g of tert-butyl peroctoate and 0.3 g Dicyclopentadiene (reaction modifier) used a resin is produced that the in Table I has the specified properties.  

Beispiel 11Example 11

Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise, wobei jedoch 8,8 g Methylacrylat, 0,29 g Methylcyclopentadiendimeres (Reaktionsmodifizierungsmittel) und 2,64 g Di(4-tert.- butylcyclohexyl)-peroxydicarbonat (Percodox 16 - T. M.) verwendet werden, wird ein Harz mit den in der Tabelle I angegebenen Eigenschaften hergestellt. Ein Schutzmantel aus 8% O₂ in N₂ wird über die Reaktionsmischung während einer Zeitspanne von 30 Minuten gespült. Ferner werden 0,59 g Natriumnitrit in der wäßrigen Phase verwendet, um eine Polymerisation zu verhindern (desgleichen in den Beispielen 12 und 13).According to the procedure described in Example 1, wherein however, 8.8 g of methyl acrylate, 0.29 g of methylcyclopentadiene dimer (Reaction modifier) and 2.64 g of di (4-tert.- butylcyclohexyl) peroxydicarbonate (Percodox 16 - T. M.) used will be a resin with the specified in Table I. Properties manufactured. A protective sheath 8% O₂ in N₂ is over the reaction mixture during a Rinse time of 30 minutes. Furthermore, 0.59 g Sodium nitrite in the aqueous phase used to make a To prevent polymerization (likewise in the examples 12 and 13).

Beispiel 12Example 12

Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise, wobei jedoch 8,8 g Methylacrylat, 0,29 g Methylcyclopentadiendimeres und 2,64 g Di(4-tert.-butylcyclohexyl)-peroxydicarbonat (Initiator) in der organischen Phase verwendet werden, wird ein Harz hergestellt. Die Anfangspolymerisation wird bei 57°C während einer Zeitspanne von 7 Stunden durchgeführt, worauf die Temperatur auf 95°C während einer Zeitspanne von 1 Stunde erhöht wird. Die Eigenschaften des Harzes gehen aus der Tabelle I hervor.According to the procedure described in Example 1, wherein however, 8.8 g of methyl acrylate, 0.29 g of methylcyclopentadiene dimer and 2.64 g of di (4-tert-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate (Initiator) can be used in the organic phase a resin is made. The initial polymerization is carried out at 57 ° C for a period of 7 hours, whereupon the temperature rose to 95 ° C over a period of time is increased by 1 hour. The properties of the resin appear from Table I.

Beispiel 13Example 13

Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise, wobei jedoch 8,8 g Methylacrylat und 2,64 g Di-(4-tert.-butyl­ cyclohexyl)peroxydicarbonat (jedoch kein Reaktionsmodifizierungsmittel) verwendet wird und eine Reaktionstemperatur von 56°C während einer Zeitspanne von 7 Stunden und 75°C während einer Zeitspanne von 2 Stunden eingehalten wird, wird ein Harz mit den in der Tabelle I angegebenen Eigenschaften hergestellt. According to the procedure described in Example 1, wherein however, 8.8 g of methyl acrylate and 2.64 g of di- (4-tert-butyl cyclohexyl) peroxydicarbonate (but not a reaction modifier) is used and a reaction temperature of 56 ° C over a 7 hour period and 75 ° C during is observed within a period of 2 hours a resin with the properties given in Table I. produced.  

Beispiel 14Example 14

Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise, wobei jedoch 1,9 g 2,5-Dimethyl-2,5-bis(2-äthylhexanoylperoxy)-hexan (Initiator) verwendet wird und eine Reaktionstemperatur von 70°C während einer Zeitspanne von 4 Stunden und anschließend 90°C während einer Zeitspanne von 1 Stunde eingehalten wird, wird ein Harz mit den in der Tabelle I angegebenen Eigenschaften hergestellt.According to the procedure described in Example 1, wherein however, 1.9 g of 2,5-dimethyl-2,5-bis (2-ethylhexanoylperoxy) hexane (Initiator) is used and a reaction temperature of 70 ° C for a period of 4 hours and then 90 ° C for a period of 1 hour is observed, a resin with the in Table I specified properties manufactured.

Beispiel 15Example 15

Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise, wobei jedoch 1,12 g tert.-Butylperoxyneodecanoat (Initiator) verwendet wird und eine Anfangsreaktionstemperatur von 53 bis 54°C während einer Zeitspanne von 4,5 Stunden und 70°C während einer Zeitspanne von 1 Stunde eingehalten wird, wird ein Harz mit den in der Tabelle I angegebenen Eigenschaften hergestellt.According to the procedure described in Example 1, wherein however 1.12 g of tert-butyl peroxyneodecanoate (initiator) is used and an initial reaction temperature of 53 to 54 ° C for a period of 4.5 hours and 70 ° C maintained for a period of 1 hour becomes a resin with the specified in Table I. Properties manufactured.

Die folgenden Beispiele erläutern die bekannten Herstellungsmethoden sowie Produkte, die dabei erhalten werden.The following examples explain the known production methods as well as products that are preserved.

Vergleichsbeispiel 16Comparative Example 16

Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise, wobei 2,20 g Benzoylperoxid (Initiator) eingesetzt werden und eine Anfangsreaktionstemperatur von 75°C während einer Zeitspanne von 4 Stunden und eine Endtemperatur von 95°C während einer Zeitspanne von 1 Stunde eingehalten wird, wird ein Harz mit den in der Tabelle I angegebenen Eigenschaften hergestellt.According to the procedure described in Example 1, wherein 2.20 g of benzoyl peroxide (initiator) are used and an initial reaction temperature of 75 ° C over a period of time of 4 hours and a final temperature of 95 ° C during is observed within a period of 1 hour Resin produced with the properties specified in Table I.

Vergleichsbeispiele 17 und 18Comparative Examples 17 and 18

Das Beispiel 16 wird zweimal wiederholt. Die dabei erhaltenen Produkte besitzen die in der Tabelle I angegebenen Eigenschaften. Example 16 is repeated twice. The received Products have the properties specified in Table I.  

Die nach den vorstehenden Beispielen hergestellten Harze werden zur Bestimmung des Prozentsatzes der insgesamt vorliegenden Kügelchen (% WB), des Prozentsatzes der in perfekter Form vorliegenden Kügelchen (% PB), der Berstfestigkeit der Kügelchen (Chatillontestmethode) sowie zur Ermittlung der Verminderung des Prozentsatzes an perfekt vorliegenden Kügelchen nach wiederholten Zyklusbehandlungen in sauren sowie basischen Lösungen (beschleunigter Gebrauchstest) getestet. Alle Tests werden an dem Harz nach der Sulfonierung durchgeführt. The resins prepared according to the previous examples are used to determine the percentage of total Beads (% WB), the percentage of the perfect Form present pellet (% PB), the bursting strength the beads (Chatillon test method) and for the determination the reduction in the percentage of perfectly present Beads after repeated cycle treatments in acidic and basic solutions (accelerated use test) tested. All tests are performed on the resin after sulfonation.  

Tabelle I Table I

Physikalische Harzeigenschaften Physical resin properties

Schwache sowie stark basische Harze mit verbesserten Eigenschaften können ferner erfindungsgemäß hergestellt werden, wobei die bekannten Methoden für die Nachfunktionalisierung der Copolymerenharze zur Erzeugung von schwachen oder starken Anionenaustauschergruppen anstelle der vorstehend beschriebenen Sulfonierungsmethode angewendet werden. Eine bevorzugt bekannte Methode zur Funktionalisierung mit Anionenaustauschergruppen sieht eine Chlormethylierung und anschließende Aminierung vor.Weak as well as strongly basic resins with improved ones Properties can also be produced according to the invention be, the known methods for post-functionalization of the copolymer resins to produce weak ones or strong anion exchange groups instead of the above described sulfonation method can be applied. A preferred known method for functionalization with anion exchange groups sees a chloromethylation and subsequent amination.

Beispiele 19 bis 20Examples 19 to 20

Zwei stark basische Styrol/Divinylbenzolharze werden nach der in Beispiel 1 für das Copolymere beschriebenen allgemeinen Methode hergestellt, wobei eine herkömmliche Chlormethylierungs-/Aminierungs-Methode zum Funktionalisieren des Copolymeren angewendet wird. Im Falle des Copolymeren von Beispiel 19 wird Terpinolen als Reaktionsmodifizierungsmittel und 2,6-Dimethyl-2,4,6-octatrien im Falle des Beispiels 20 eingesetzt. Im Falle beider Copolymerer wird tert.-Butylperoctoat als Initiator verwendet. Eine Vergleichsprobe eines im Handel erhältlichen stark basischen Harzes, das ohne Reaktionsmodifizierungsmittel hergestellt wird, wobei ein bekannter Initiator eingesetzt wird, wird zu Vergleichszwecken hergestellt. Die Eigenschaften der erzeugten Harze gehen aus der Tabelle II hervor.Two strongly basic styrene / divinylbenzene resins are used the general described in Example 1 for the copolymer Method prepared using a conventional chloromethylation / amination method for functionalization of the copolymer is applied. In the case of the copolymer Example 19 uses terpinolene as a reaction modifier and 2,6-dimethyl-2,4,6-octatriene in the case of Example 20 used. In the case of both copolymers tert-butyl peroctoate used as an initiator. A comparative sample one of the strongly basic commercially available Resin made without a reaction modifier is, using a known initiator made for comparison. The characteristics of the Resins produced are shown in Table II.

Tabelle II Table II

Eigenschaften stark basischer Harze Properties of strongly basic resins

Der Säure/Base-Zyklustest wird mit 1 n HCl sowie 0,5 n NaOH bei Zimmertemperatur während einer Zeitspanne von 100 Zyklen mit ungefähr 2 Zyklen/Stunde durchgeführt.The acid / base cycle test is carried out with 1N HCl and 0.5N NaOH at room temperature for a period of 100 cycles at about 2 cycles / hour.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von harten vernetzten diskreten Copolymerkügelchen durch eine über freie Radikale ablaufende Polymerisation in einer wäßrigen Dispersion einer Monomermischung aus 50 bis 99,5 Mol-% eines monoethylenisch ungesättigten aromatischen Monomeren oder Estern von Acrylsäure und Methacrylsäure einerseits und 0,5 bis 50 Mol-% eines vernetzenden Monomeren mit wenigstens zwei aktiven ethylenisch ungesättigten Gruppen andererseits, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation in Gegenwart eines oder mehrerer Peroxykatalysatoren der Formel worin R₁ ein verzweigtes Alkyl mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen ist und ein sekundäres oder tertiäres Kohlenstoffatom aufweist, das mit der Carbonylgruppe verknüpft ist, und x 1 oder 2 ist, und dann, wenn x für 1 steht, R₂ ein verzweigter Alkylrest ist, der ein tertiäres Kohlenstoffatom besitzt, das mit dem Sauerstoff verbunden ist, und dann, wenn x 2 bedeutet, R₂ eine Alkylen- oder Aralkylengruppe ist, in jedem Falle endend in tertiären Kohlenstoffatomen, die mit dem Sauerstoff verknüpft sind, oder der Formel durchgeführt wird, wobei Y und Z gleich oder verschieden sind und niederes Alkyl, Cycloalkyl, alkylsubstituiertes Cycloalkyl oder Aralkyl bedeuten.1. A process for the preparation of hard crosslinked, discrete copolymer beads by free radical polymerization in an aqueous dispersion of a monomer mixture of 50 to 99.5 mol% of a monoethylenically unsaturated aromatic monomer or ester of acrylic acid and methacrylic acid on the one hand and 0.5 to 50 Mol% of a crosslinking monomer with at least two active ethylenically unsaturated groups on the other hand, characterized in that the polymerization in the presence of one or more peroxy catalysts of the formula wherein R₁ is branched alkyl having 3 to 12 carbon atoms and has a secondary or tertiary carbon atom linked to the carbonyl group and x is 1 or 2, and when x is 1, R₂ is a branched alkyl group which is a has tertiary carbon atom associated with the oxygen, and when x is 2, R₂ is an alkylene or aralkylene group, in any case ending in tertiary carbon atoms linked to the oxygen, or of the formula is carried out, where Y and Z are the same or different and are lower alkyl, cycloalkyl, alkyl-substituted cycloalkyl or aralkyl. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eingesetzte Peroxykatalysator aus tert.-Butylperoctoat, tert.-Butylperoxyneodecanoat, 2,5-Dimethyl-2,5-bis- (2-äthylhexanoylperoxy)-hexan, Di(4-tert.-butylcyclohexyl)- peroxydicarbonat und/oder Dicyclohexylperoxydicarbonat besteht.2. The method according to claim 1, characterized in that the peroxy catalyst used from tert-butyl peroctoate, tert-butyl peroxyneodecanoate, 2,5-dimethyl-2,5-bis- (2-ethylhexanoylperoxy) hexane, di (4-tert-butylcyclohexyl) - peroxydicarbonate and / or dicyclohexylperoxydicarbonate consists. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation in Gegenwart von Sauerstoff durchgeführt wird, der in Kontakt mit der Monomermischung ist und/oder in dieser aufgelöst ist, wobei die Polymerisation so lange durchgeführt wird, bis der Gelierungspunkt erreicht worden ist. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the polymerization is carried out in the presence of oxygen which is in contact with the monomer mixture and / or is dissolved therein, the polymerization is carried out until the gelation point is reached has been.   4. Verwendung der gemäß den Ansprüchen 1 bis 3 hergestellten Copolymerkügelchen zur Herstellung von Ionenaustauschern.4. Use of the produced according to claims 1 to 3 Copolymer beads for the production of ion exchangers.
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