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DE1157399B - Process for the preparation of a polymer with a trans-1,4 structure from a conjugated diolefinic hydrocarbon - Google Patents

Process for the preparation of a polymer with a trans-1,4 structure from a conjugated diolefinic hydrocarbon

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Publication number
DE1157399B
DE1157399B DEP29673A DE1157399DA DE1157399B DE 1157399 B DE1157399 B DE 1157399B DE P29673 A DEP29673 A DE P29673A DE 1157399D A DE1157399D A DE 1157399DA DE 1157399 B DE1157399 B DE 1157399B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
trans
compound
titanium
lithium
thioether
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
DEP29673A
Other languages
German (de)
Inventor
Evalds Lasis
Mieczyslaw Marcinkowski
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.)
Polymer Corp
Original Assignee
Polymer Corp
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.)
Publication date
Publication of DE1157399B publication Critical patent/DE1157399B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B37/00Solid balls; Rigid hollow balls; Marbles
    • A63B37/0003Golf balls
    • 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
    • C08F136/00Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
    • C08F136/02Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
    • C08F136/04Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated

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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

Bekanntlich hat die Konfiguration polymererKetten, die aus konjugierten Diolefinen erzeugt wurden, einen wesentlichen Einfluß auf die physikalischen Eigenschaften. So besitzt beispielsweise Hevea-Kautschuk, der eine cis-l,4-Konfiguration von Isopren-Einheiten aufweist, die Eigenschaften, die gewöhnlich für Produkte wie Kraftfahrzeugreifen und dergleichen gewünscht werden. Balata dagegen besitzt eine trans-1,4-Konfiguration von Isopren-Einheiten und ist ein hartes, plastikartiges Polymeres, das sich in Reifen nicht verwenden läßt, jedoch für bestimmte Verwendungszwecke, beispielsweise zur Herstellung von Golfballdecken, sehr wertvoll ist.It is known that the configuration of polymeric chains generated from conjugated diolefins has one significant influence on the physical properties. For example, Hevea rubber, which has a cis-1,4 configuration of isoprene units, the properties commonly used for Products such as automobile tires and the like are desired. Balata, on the other hand, has a trans-1,4 configuration from isoprene units and is a hard, plastic-like polymer that is found in tires can not be used, but for certain purposes, for example for the production of Golf ball covers, is very valuable.

Neuere Arbeiten auf dem Gebiet der Polymerisation haben gezeigt, daß verschiedene Olefine einschließlich Butadien und Isopren bei relativ niedrigen Temperaturen und Drücken zu hochmolekularen Polymeren polymerisiert werden können, wenn als Katalysator eine Mischung eines metallorganischen Reduktionsmittels und reduzierbarer Schwermetallverbindungen verwendet wird. Verwendet werden dabei Metallalkyle, Metallhydride oder Metallalkylhydride in Kombination mit Halogeniden, Oxyhalogeniden, Alkoholaten, Estern und dergleichen von Schwermetallen, wie Titan. Die meisten dieser Katalysatorsysteme führen zu Polymerisaten, die Mischungen der verschiedenen möglichen Konfigurationen enthalten. Wenn beispielsweise Butadien unter Verwendung eines Titantetrachlorid-Aluminiumtriisobutyl-Katalysators polymerisiert wird, ist das Produkt ein Gemisch der verschiedenen möglichen Konfigurationen und enthält wesentliche Mengen sowohl des eis- als auch des trans-Materials. Wenn jedoch Butadien in Gegenwart eines Katalysatorkomplexes polymerisiert wird, der durch Vermischung von Titantetrajodid und Aluminiumtriisobutyl gebildet wurde, entsteht ein Produkt, das vorherrschend aus cis-1,4-Einheiten aufgebaut ist. Andererseits erhält man ein Produkt mit hohem Anteil an trans-1,4-Einheiten, wenn man entweder Isopren oder Butadien unter Verwendung eines Katalysators aus Vanadiumtrichlorid und Aluminiumtriisobutyl polymerisiert. Das Produkt ist jedoch unlöslich und hat einen sehr hohen Schmelzpunkt, was beides von Nachteil ist.Recent work in the field of polymerization has shown that various olefins including Butadiene and isoprene at relatively low temperatures and pressures to form high molecular weight polymers can be polymerized if a mixture of an organometallic reducing agent is used as the catalyst and reducible heavy metal compounds is used. Metal alkyls are used, Metal hydrides or metal alkyl hydrides in combination with halides, oxyhalides, alcoholates, Esters and the like of heavy metals such as titanium. Most of these catalyst systems lead to polymers which contain mixtures of the various possible configurations. For example, if butadiene using a titanium tetrachloride-aluminum triisobutyl catalyst is polymerized, the product is a mixture of the various possible configurations and contains substantial amounts of both of the ice as well as the trans material. However, if butadiene in the presence of a catalyst complex is polymerized, which was formed by mixing titanium tetraiodide and aluminum triisobutyl, a product is created that consists predominantly of cis-1,4 units is constructed. On the other hand, a product is obtained with a high proportion of trans-1,4 units, when using either isoprene or butadiene using a vanadium trichloride catalyst and aluminum triisobutyl polymerized. However, the product is insoluble and has a very high melting point, which is both a disadvantage.

Der hier und im folgenden verwendete Ausdruck »Butadien« bezeichnet Butadien-(1,3) und soll nicht einschließen Butadien-(1,2) oder Derivate von Butadien-(l,3), wie Chlorbutadien. Die Erfindung ist jedoch allgemein anwendbar auf konjugierte diolefinische Kohlenwasserstoffe mit 4 Kohlenstoffatomen in der ungesättigten Kette. So kann beispielsweise auch Isopren zu einem Polymerisat mit hohem trans-1,4-Gehalt umgewandelt werden.The term "butadiene" used here and below denotes butadiene- (1,3) and is not intended to include butadiene (1,2) or derivatives of butadiene (1,3) such as chlorobutadiene. However, the invention is generally applicable to conjugated diolefinic hydrocarbons having 4 carbon atoms in the unsaturated chain. For example, isoprene can also form a polymer with a high trans-1,4 content being transformed.

Verfahren zur HerstellungMethod of manufacture

eines Polymerisats mit trans-l,4-Strukturof a polymer with a trans-1,4 structure

aus einem konjugierten diolefinischenfrom a conjugated diolefinic

KohlenwasserstoffHydrocarbon

Anmelder:Applicant:

Polymer Corporation Limited,
Sarnia, Ontario (Kanada)
Polymer Corporation Limited,
Sarnia, Ontario (Canada)

Vertreter: Dr. W. Müller-BoreRepresentative: Dr. W. Muller-Bore

und Dipl.-Ing. H. Gralfs, Patentanwälte,and Dipl.-Ing. H. Gralfs, patent attorneys,

Braunschweig, Am Bürgerpark 8Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Beanspruchte Priorität:
Kanada vom 21. Juni 1961 (Nr. 826 056)
Claimed priority:
Canada, June 21, 1961 (No. 826 056)

Evalds Lasis und Mieczyslaw Marcinkowski,Evalds Lasis and Mieczyslaw Marcinkowski,

Sarnia, Ontario (Kanada),
sind als Erfinder genannt worden
Sarnia, Ontario (Canada),
have been named as inventors

Es wurde gefunden, daß die Zugabe von Thioäthern zu gewissen Katalysatorsystemen, die im nachfolgenden beschrieben werden und die normalerweise bestimmte konjugierte diolefinische Kohlenwasserstoffe in Polymerisate von vorherrschend 1,4-Konfiguration umwandeln, zu einer Erhöhung des trans-1,4-Gehaltes der unter Verwendung solcher Katalysatorsysteme erzeugten Polymerisate dieser Kohlenwasserstoffe führt. Es hat sich gezeigt, daß unter Verwendung dieser Katalysatorsysteme Polybutadien und Polyisopren erzeugt werden kann, in dem mehr als 75% der Einheiten und sogar mehr als 90% der Einheiten in der trans-1,4-Konfiguration stehen.It has been found that the addition of thioethers to certain catalyst systems described in the following and the normally certain conjugated diolefinic hydrocarbons convert into polymers of predominantly 1,4-configuration, to an increase in the trans-1,4-content the polymers of these hydrocarbons produced using such catalyst systems leads. It has been shown that using these catalyst systems, polybutadiene and polyisoprene can be generated in which more than 75% of the units and even more than 90% of the units in of the trans-1,4-configuration.

Das Verfahren zur Herstellung eines Polymerisats, in dem die Einheiten vorherrschend in der trans-1,4-Konfiguration stehen, durch Polymerisation eines konjugierten diolefinischen Kohlenwasserstoffs mit 4 Kohlenstoffatomen in der ungesättigten Kette in Gegenwart einer Katalysatormischung aus einer reduzierbaren, jodhaltigen Verbindung eines Schwermetalls von Gruppe IVB des Periodensystems und einer reduzierenden, metallorganischen Verbindung von Lithium oder eines Metalls von Gruppe II des Periodensystems ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine solche Katalysatormischung verwendet, der ein Thioäther zugesetzt worden ist.The process for making a polymer in which the units are predominantly in the trans-1,4 configuration stand by polymerizing a conjugated diolefinic hydrocarbon with 4 carbon atoms in the unsaturated chain in the presence of a catalyst mixture of a reducible, iodine-containing compound of a heavy metal from group IVB of the periodic table and a reducing, organometallic compound of lithium or a metal from group II of the periodic table is characterized in that one uses such a catalyst mixture which is a thioether has been added.

309 748/390309 748/390

I 157 399I 157 399

Nach dem Verfahren der Erfindung läßt sich insbesondere ein Polybutadien herstellen, in dem die Einheiten vorherrschend in der trans-l,4-Konfiguration stehen. Zu diesem Zweck polymerisiert man Butadien-1,3 in Gegenwart eines Katalysatorsystems, das eine Mischung folgender Stoffe darstellt: als reduzierbare Verbindung Titantetrajodid oder Titantrichlormonojodid, als reduzierende Verbindung ein Lithiumalkyl oder eine Verbindung der Formel R"MgX (R" gleich Alkyl, Aryl und mehrkernige aromatische Kohlenwasserstoffe; X gleich Halogen) und ein Alkylthioäther, in welchem jeder Alkylrest 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält. Das Molverhältnis zwischen reduzierender Verbindung und reduzierbarer Verbindung liegt dabei zwischen 1: 1 und 3,5: 1, und die Menge des Thioäthers beträgt zwischen 0,5 und 7,5 Mol pro Mol reduzierbarer Verbindung.According to the process of the invention, a polybutadiene in particular can be produced in which the Units are predominantly in the trans-1,4 configuration. For this purpose, 1,3-butadiene is polymerized in the presence of a catalyst system which is a mixture of the following substances: as reducible Compound titanium tetraiodide or titanium trichloromoniodide, as a reducing compound a lithium alkyl or a compound of the formula R "MgX (R" is alkyl, aryl and polynuclear aromatic) Hydrocarbons; X is halogen) and an alkylthioether, in which each alkyl radical contains 1 to 4 carbon atoms. The molar ratio between reducing Connection and reducible connection is between 1: 1 and 3.5: 1, and the amount of the thioether is between 0.5 and 7.5 moles per mole of reducible compound.

Das Periodensystem, auf das hier Bezug genommen wird, ist auf S. 342 des Handbook of Chemistry and Physics, 33. Auflage, Chemical Rubber Publishing Company, Cleveland, Ohio, 1951, beschrieben.The periodic table referred to here is on page 342 of the Handbook of Chemistry and Physics, 33rd Edition, Chemical Rubber Publishing Company, Cleveland, Ohio, 1951.

In dem Katalysatorsystem werden vorzugsweise solche reduzierbaren jodhaltigen Verbindungen von Schwermetallen der Gruppe IVB des Periodensystems verwendet, in denen das Metall eine Valenz von 4 hat. Als Schwermetalle werden hier alle Metalle betrachtet, deren Atomzahl 22 oder mehr beträgt, zu ihnen gehören Titan, Zirkon, Hafnium und Thorium; Titan wird bevorzugt. Die Verbindungen lassen sich durch die allgemeine FormelSuch reducible iodine-containing compounds are preferably used in the catalyst system Heavy metals of group IVB of the periodic table are used, in which the metal has a valence of 4. Heavy metals include all metals with an atomic number of 22 or more that belong to them Titanium, zirconium, hafnium and thorium; Titanium is preferred. The connections can be made through the general formula

MeJX„R'"3MeJX "R '" 3 _ »

darstellen, worin Me ein Schwermetall von Gruppe IV B des Periodensystems, J Jod, X Halogen, R"' ein Kohlenwasserstoffrest, ein Oxykohlenwasserstoffrest oder ein organischer, salzbildender Rest und η eine ganze Zahl im Werte von 1 bis 3 bedeutet. Die Kohlenwasserstoffreste können Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl- oder Cycloalkylkohlenwasserstoffreste sein; am brauchbarsten sind solche mit weniger als etwa 12 Kohlenstoffatomen, solche mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen werden bevorzugt. X kann Fluor, Chlor, Brom oder Jod bedeuten. Es versteht sich, daß Mischungen der Halogenatome ebenso wie gemischte Kohlenwasserstoff- und Oxykohlenwasserstoffreste benutzt werden können. Als Beispiele verwendbarer Verbindungen seien genannt TiJ4, TiCl3J, TiCl2J2> TiClJ3, TiJ3Br, TiJ8Br2 und TiJBr3 ebenso wie TiCl2J(C2H5), TiClJ2(C2H5) und die anderen möglichen Kombinationen von Halogenatomen mit den gleichen oder anderen Kohlenwasserstoffradikalen. Beispiele von Verbindungen, die Salze organischer Säuren sind und sich in dem Katalysatorsystem verwenden lassen, umfassen Titanmonojodtriacetat,Titandijoddipropionat,Titantrijodmonobutyrat, Titanmonojodtrioxalat, Titantrijodmonoacetat, Titanmonochlorodijodmonoacetat, Titanmonochloromonjoddiacetat. Zu den geeigneten Verbindungen mit Oxykohlenwasserstoffresten gehörenwhere Me is a heavy metal from group IV B of the periodic table, I is iodine, X is halogen, R "'is a hydrocarbon radical, an oxyhydrocarbon radical or an organic, salt-forming radical and η is an integer from 1 to 3. The hydrocarbon radicals can be alkyl -, aryl, alkylaryl, or cycloalkyl hydrocarbon radicals; those having less than about 12 carbon atoms are most useful, and those having 1 to 6 carbon atoms are preferred. X can represent fluorine, chlorine, bromine or iodine. It will be understood that mixtures of halogen atoms as well as mixed hydrocarbon and oxyhydrocarbon radicals can be used. Examples of usable compounds are TiJ 4 , TiCl 3 J, TiCl 2 J 2 > TiClJ 3 , TiJ 3 Br, TiJ 8 Br 2 and TiJBr 3 as well as TiCl 2 J (C 2 H 5 ), TiClJ 2 (C 2 H 5 ) and the other possible combinations of halogen atoms with the same or different hydrocarbon radicals, Examples of compounds containing salts or Chemical acids that can be used in the catalyst system include titanium monoiodo triacetate, titanium iodine dipropionate, titanium triiodo monobutyrate, titanium monoiodo trioxalate, titanium triiodo monoacetate, titanium monochlorodiodoacetate, titanium monochloromonic iodine diacetate. Suitable compounds with oxyhydrocarbon residues include

TiJ3(OC2H5) Trijodmonoäthyltitanat,
TiJ2(OC4Hg)2 Dijoddibutyltitanat,
TiJ(OC4Hg)3 Monojodtributyltitanat,
TiJ 3 (OC 2 H 5 ) triiodine monoethyl titanate,
TiJ 2 (OC 4 Hg) 2 diiododibutyl titanate,
TiJ (OC 4 Hg) 3 monoiod tributyl titanate,

TiCl2J(OC4H9) Dichlormonojodmonobutyltitanat TiCl 2 J (OC 4 H 9 ) dichloromonoiodine monobutyl titanate

ebenso wie zahlreiche andere Kombinationen von Halogenen und Oxykohlenwasserstoffen. Der Kohlenwasserstoffanteil der Oxykohlenwasserstoffreste kann durch Alkyl-, Aryl-, Alkaryl- oder Cycloalkylkohlenwasserstoffe gebildet werden. Solche mit weniger als etwa 12 Kohlenstoffatomen sind die brauchbarsten, wobei Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 6 Kohlenwasserstoffatomen bevorzugt werden. Der Einfachheit halber sind im vorstehenden als reduzierbare Verbindungen nur Titanverbindungen genannt worden, jedoch versteht sich, daß auch die anderen Schwermetalle von Gruppe IVB, wie oben definiert, an Stelle des Titans verwendet werden können. Die bevorzugten jodhaltigenas well as numerous other combinations of halogens and oxyhydrocarbons. The hydrocarbon fraction the oxyhydrocarbon radicals can be substituted by alkyl, aryl, alkaryl or cycloalkyl hydrocarbons are formed. Those with less than about 12 carbon atoms are the most useful, hydrocarbons having 1 to 6 hydrocarbon atoms are preferred. For the sake of simplicity only titanium compounds have been mentioned above as reducible compounds, but are understood that the other heavy metals from Group IVB, as defined above, are also used in place of titanium can be used. The preferred ones containing iodine

ίο Verbindungen sind Titantetrajodid (TiJ4) und Titantrichlormonojodid (TiCl3J).ίο Compounds are titanium tetraiodide (TiJ 4 ) and titanium trichloromoniodide (TiCl 3 J).

Die zu verwendenden metallorganischen Verbindungen wirken als Reduktionsmittel für die Schwermetallverbindung. The organometallic compounds to be used act as reducing agents for the heavy metal compound.

Beispiele für reduzierende lithiumorganische Verbindungen sind Alkyllithiumverbindungen, wie Methyllithium, Äthyllithium, Butyllithium, Amyllithium, Dodecyllithium, oder Alkylendilithiumverbindungen, wie Methylendilithium, Äthylendilithium.Hexamethylendilithium. Außer den gesättigten aliphatischen Lithiumverbindungen können auch ungesättigte Verbindungen, wie Allyllithium, Methallyllithium, verwendet werden, ebenso Aryl- und Alkylaryllithiumverbindungen, wie Phenyllithium, Tolyllithium, Naphthyllithium, 1,4-Düithiumbenzol. Die Länge des Kohlenwasserstoffes ist nicht kritisch, jedoch werden allgemein solche mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Auch metallisches Lithium kann bei der praktischen Durchführung der Erfindung benutzt werden, da es leicht mit olefinischen Kohlenwasserstoffen Additionsverbindungen bildet. Wenn beispielsweise bei der praktischen Durchführung der Erfindung metallisches Lithium in den Polymerisationsreaktor eingegeben wird, der Butadien enthält, reagiert das metallische Lithium schnell zu Butadienyllithium. Hier und im folgenden soll solches Butadienyllithium als eine metallorganische Verbindung des Lithiums betrachtet werden.
Als reduzierende Verbindung des Katalysatorsystems können auch metallorganische Verbindungen der Metalle von Gruppe II des Periodensystems verwendet werden, die sich durch die Formel R!JM darstellen lassen, worin M das Metall und R0 einen Kohlenwasserstoffrest bedeutet. Dieser Kohlenwasserstoffrest ist vorzugsweise ein Alkylrest mit gerader oder verzweigter Kette, beispielsweise Methyl, Äthyl, Propyl, Isopropyl, η-Butyl, Isobutyl, Pentyl, Isohexyl. Die Alkylgruppen können gleich oder verschieden sein, und allgemein werden solche mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Beispiele geeigneter Verbindungen sind Dimethylzink, Diäthylzink, Di-n-butylzink, Di-n-octylzink, Dimethylquecksilber, Diisopropylquecksilber, Di-n-hexylquecksilber, Dimethylmagnesium, Diisobutylmagnesium, Di-n-decylmagnesium, Dimethylcadmium, Di-n-octylcadmium, Dimethylberyllium, Dibutylberyllium, Dipentylberyllium. Andere metallorganische Verbindungen der Metalle von Gruppe II, die sich verwenden lassen, sind solche, in denen nur eine der Valenzen des Metalls mit einem Kohlenwasserstoffrest verknüpft ist, während die andere an Halogen gebunden ist. Diese Verbindungen des Grignardtyps lassen sich durch die Formel R"MX darstellen, in der M wiederum das Metall bedeutet, X ein Halogen darstellt, das entweder Fluor, Chlor, Brom oder Jod sein kann, und R" ein Kohlenwasserstoffrest entweder aliphatischer oder aromatischer Natur ist. Beispiele derartiger Grignardverbindungen sind Äthylmagnesiumchlorid, Äthylmagnesiumbromid, Äthyl-
Examples of reducing organolithium compounds are alkyl lithium compounds such as methyl lithium, ethyl lithium, butyl lithium, amyl lithium, dodecyl lithium, or alkylenedilithium compounds such as methylenedilithium, ethylenedilithium, hexamethylenedilithium. In addition to the saturated aliphatic lithium compounds, unsaturated compounds such as allyl lithium and methallyl lithium can also be used, as well as aryl and alkylaryllithium compounds such as phenyllithium, tolyllithium, naphthyllithium, 1,4-diithiumbenzene. The length of the hydrocarbon is not critical, but generally those having 2 to 8 carbon atoms are preferred. Metallic lithium can also be used in the practice of the invention because it readily forms addition compounds with olefinic hydrocarbons. For example, if metallic lithium containing butadiene is added to the polymerization reactor in the practice of the invention, the metallic lithium will rapidly react to form butadienyl lithium. Here and in the following, such butadienyl lithium is to be considered as an organometallic compound of lithium.
Organometallic compounds of the metals from group II of the periodic table, which can be represented by the formula R! JM, in which M is the metal and R 0 is a hydrocarbon radical, can also be used as the reducing compound of the catalyst system. This hydrocarbon radical is preferably an alkyl radical with a straight or branched chain, for example methyl, ethyl, propyl, isopropyl, η-butyl, isobutyl, pentyl, isohexyl. The alkyl groups can be the same or different, and generally those having 1 to 12 carbon atoms are preferred. Examples of suitable compounds are dimethyl zinc, diethyl zinc, di-n-butyl zinc, di-n-octyl zinc, dimethyl mercury, diisopropyl mercury, di-n-hexyl mercury, dimethyl magnesium, diisobutyl magnesium, di, n-decyl magnesium, di, n-decyl magnesium, dimethyl cadmium, dimethyl cadmium Dibutylberyllium, dipentylberyllium. Other organometallic compounds of the Group II metals which can be used are those in which only one of the valences of the metal is linked to a hydrocarbon radical while the other is linked to halogen. These Grignard-type compounds can be represented by the formula R "MX, in which M again denotes the metal, X represents a halogen which can be either fluorine, chlorine, bromine or iodine, and R" is a hydrocarbon radical either aliphatic or aromatic in nature . Examples of such Grignard compounds are ethyl magnesium chloride, ethyl magnesium bromide, ethyl

magnesiumjodid, Propylmagnesiumchlorid, Pentyl- gegen liegt auch das optimale Verhältnis höher, undmagnesium iodide, propyl magnesium chloride, pentyl against is also the optimal ratio higher, and

magnesiumbromid, Phenylmagnesiumbromid, Naph- selbst ein Verhältnis von 10:1 kann angewandtmagnesium bromide, phenylmagnesium bromide, naph- even a ratio of 10: 1 can be used

thylmagnesiumjodid. werden.methyl magnesium iodide. will.

Der Thioäther ist eine wesentliche Komponente des Die Katalysatorgesamtmenge, die zur Bewirkung der Katalysatorsystems. Die wirksamsten Thioäther lassen 5 Polymerisation benötigt wird, kann vom FachmannThe thioether is an essential component of the total amount of catalyst used to effect the Catalyst system. The most effective thioethers will allow 5 polymerization to be required by those skilled in the art

sich durch die Formel R — S — R' darstellen, in der R leicht bestimmt werden; sie richtet sich nach den be-represented by the formula R - S - R ', in which R's are easily determined; it is based on the

ein Alkylkohlenwasserstoffrest und R' ein Alkyl-, sonderen Bedingungen, wie Temperatur, Verunreini-an alkyl hydrocarbon radical and R 'an alkyl, special conditions such as temperature, impurity

Aryl-, Alkylaryl- oder Cycloalkylkohlenwasserstoffrest gungen usw. Das Molverhältnis der metallorganischenAryl, alkylaryl or cycloalkyl hydrocarbon radicals, etc. The molar ratio of the organometallic

ist. Zu ihnen gehören einfache oder symmetrische ge- Verbindung zu der Schwermetallverbindung kann über sättigte aliphatische Thioäther, die der allgemeinen io einen weiten Bereich von etwa 1 : 1 zu 10: 1 variieren,is. They include simple or symmetrical connections to the heavy metal compound can via saturated aliphatic thioethers, which vary in the general io a wide range from about 1: 1 to 10: 1,

Formel je nachdem, welche Schwermetallverbindung undFormula depending on which heavy metal compound and

CnH271+1 · S · CnH2M+! welche metallorganisch^ Verbindung verwendet wird.C n H 271 + 1 · S · C n H 2 M +! which organometallic compound is used.

Ist beispielsweise die metallorganische VerbindungIs for example the organometallic compound

entsprechen, in der η eine ganze Zahl ist, z. B. Dimethyl- ein Lithiumkohlenwasserstoff, soll das Molverhältnis sulfid, Diäthylsulfid, Di-n-propylsulfid, Diisopropyl- 15 zwischen etwa 1: 1 und 3 : 1 liegen, und beste Ergebsulfid, Di-n-butylsulfid, Dioctylsulfid, und unsymme- nisse werden erzielt, wenn es zwischen 1,5: 1 und trische aliphatische Thioäther, die durch die allgemeine 2,8 : 1 liegt. Ist die metallorganische Verbindung eine Formel Magnesiumverbindung, sollte das Verhältnis zwischen CnH2n+1 · S ■ C7nH21n+1 etwa 1: 1 und 4: 1 liegen, und beste Ergebnisse werdenwhere η is an integer, e.g. B. Dimethyl a lithium hydrocarbon, the molar ratio of sulfide, diethyl sulfide, di-n-propyl sulfide, diisopropyl-15 should be between about 1: 1 and 3: 1, and best results sulfide, di-n-butyl sulfide, dioctyl sulfide, and asymmetries are achieved when it is between 1.5: 1 and tric aliphatic thioethers, which is by the general 2.8: 1. If the organometallic compound is a formula magnesium compound, the ratio between C n H 2n + 1 · S · C 7n H 21n + 1 should be about 1: 1 and 4: 1, and best results will be achieved

zo erzielt, wenn es zwischen 1,5: 1 und 3,5: 1 liegt. Beizo if it is between 1.5: 1 and 3.5: 1. at

dargestellt werden, in der m und η verschiedene ganze Verwendung einer Berylliumverbindung als metall-Zahlen sind, z. B. Methyläthylsulfid, Isopropyläthyl- organische Verbindung kann das Verhältnis zwischen sulfid, Isopropylmethylsulfid, Isopropylbutylsulfid so- 1:1 und 10: 1 liegen. Allgemein fällt das Verhältnis wie zahlreiche Kombinationen anderer Alkylgruppen. also in den Bereich von etwa 1: 1 bis 10: 1, bevorzugt Es besteht keine theoretische Grenze für die Zahl der 25 ist ein Verhältnis zwischen etwa 1: 1 und 3,5 : 1. Kohlenstoffatome in jeder Alkylgruppe, jedoch sind Die Polymerisation kann innerhalb eines weiten die brauchbarsten diejenigen mit 1 bis 4 Kohlenstoff- Temperaturbereiches durchgeführt werden, im allatomen. Es ist auch möglich, ungesättigte aliphatische gemeinen ist es jedoch nicht zweckmäßig, über etwa Thioäther zu verwenden, z. B. Vinylthioäther. Andere 1000C zu arbeiten. Ebenso besteht keine kritische geeignete Verbindungen sind beispielsweise aromati- 30 Tiefsttemperatur, und die Polymerisation kann noch sehe Thioäther, die einen aromatischen Substituenten bei einer Temperatur von —75 0C oder tiefer durchenthalten. Typische Beispiele solcher aromatischer geführt werden. Die Reaktionsgeschwindigkeit ist je-Thioäther sind Phenylmethylsulfid und Phenyläthyl- doch bei den tieferen Temperaturen niedrig, der bevorsulfid. Es ist auch möglich, Mischungen irgendwelcher zugte Arbeitsbereich liegt zwischen etwa 0 und +700C. der obengenannten Thioäther zu verwenden. Als Thio- 35 Sehr bequem läßt sich die Reaktion durchführen, äther bevorzugt wird Diäthylsulfid. wenn die Reaktionsteilnehmer in einem nichtreaktiven Der Katalysatorkomplex läßt sich auf verschiedenen flüssigen Medium dispergiert sind. Besonders geeignete Wegen herstellen. Da Thioäther mit metallorganischen Flüssigkeiten sind aliphatische, cyclische und aroma-Verbindungen unter Ausbildung von Thioätheraten tische Kohlenwasserstoffe, z. B. Butan, Pentan, Hexan, reagieren, ist es zur Herstellung des Komplexes mög- 40 Heptan, Cyclohexan, Benzol, Toluol, Xylol und lieh, die Schwermetallverbindung, die metallorganische andere relativ niedrig siedende, nichtreaktive Lösungs-Verbindung und den Thioäther in jeder gewünschten mittel, die sich leicht von dem Reaktionsprodukt abReihenfolge miteinander zu vermischen. Beispielsweise trennen lassen. In einigen Systemen, beispielsweise kann der Thioäther vor den anderen Reaktionsteilneh- solchen, die Titantetrajodid verwenden, werden alimern in das Reaktionsgefäß eingebracht werden; der 45 phatische Flüssigkeiten bevorzugt, in anderen, bei-Thioäther kann entweder zu der Schwermetallverbin- spielsweise solchen auf der Basis von Titantrichlordung oder zu der metallorganischen Verbindung zu- monojodid, dagegen aromatische und cycloaliphagegeben werden, bevor diese beiden Komponenten tische. Die Menge des Verdünnungsmittels ist nicht miteinander vermischt werden; der Thioäther kann kritisch, sollte jedoch allgemein so groß sein, daß die auch zu einem Gemisch der Schwermetallverbindung 50 Viskosität des Reaktorinhaltes niedrig genug ist, um und der metallorganischen Verbindung zugesetzt ein gründliches Vermischen und eine angemessene werden, bevor diese mit dem Monomeren in Kontakt Temperaturkontrolle zu gestatten. Die Anwesenheit gebracht werden; der Thioäther kann sogar während eines nichtreaktiven Verdünnungsmittels ist für die der Polymerisierungsreaktion in das Polymerisations- Durchführung der Erfindung jedoch nicht wesentlich, gefäß eingebracht werden. 55 und das zu polymerisierende Diolefin kann selbst dasare shown in which m and η are different whole uses of a beryllium compound as metal numbers, e.g. B. methyl ethyl sulfide, isopropyl ethyl organic compound, the ratio between sulfide, isopropyl methyl sulfide, isopropyl butyl sulfide can be 1: 1 and 10: 1. In general, the ratio falls as do numerous combinations of other alkyl groups. thus in the range from about 1: 1 to 10: 1, preferably there is no theoretical limit for the number of 25, a ratio between about 1: 1 and 3.5: 1 carbon atoms in each alkyl group, however, the polymerization can within a wide range the most useful ones with 1 to 4 carbon temperature range can be carried out, in allatoms. It is also possible to use unsaturated aliphatic mean but it is not convenient to use over about thioethers, e.g. B. Vinyl thioether. Another 100 0 C to work. Likewise, there is no critical suitable compounds are, for example, aromatic minimum 30, and the polymerization can still see thioether, by containing an aromatic substituent at a temperature of -75 0 C or lower. Typical examples of such aromatic are listed. The reaction rate is ever-thioethers are phenylmethyl sulfide and phenylethyl- but low at the lower temperatures, the bevorsulfid. It is also possible to use mixtures of any ferred operating range is between about 0 and +70 0 C. to use the above-mentioned thioether. The reaction can be carried out very conveniently as thio- 35; diethyl sulfide is preferred. When the reactants are in a non-reactive The catalyst complex can be dispersed on various liquid media. Establish particularly suitable routes. Since thioethers with organometallic liquids are aliphatic, cyclic and aroma compounds with the formation of thioetherate tables hydrocarbons such. B. butane, pentane, hexane, react, it is possible to produce the complex 40 heptane, cyclohexane, benzene, toluene, xylene and borrowed, the heavy metal compound, the organometallic other relatively low-boiling, non-reactive solution compound and the thioether in each desired agents that mix easily with each other from the reaction product onwards. For example, let them separate. In some systems, for example, the thioether can be introduced into the reaction vessel before the other reactants using titanium tetraiodide; The 45 phatic liquids are preferred, in other, thioethers, either to the heavy metal compound, for example, those based on titanium trichloride or to the organometallic compound monoiodide, on the other hand aromatic and cycloaliphae, can be added before these two components are added. The amount of diluent is not to be mixed together; the thioether can be critical, but should generally be so large that the viscosity of the reactor contents, even to a mixture of the heavy metal compound, is low enough to allow thorough mixing and adequate temperature control of the organometallic compound added before it comes into contact with the monomer to allow. The presence will be brought; the thioether can be introduced even during a non-reactive diluent which is not essential to the polymerization reaction in the polymerization practice of the invention. 55 and the diolefin to be polymerized can itself do that

Die angewandte Menge Thioäther wird der Einfach- Verdünnungsmittel bilden.The amount of thioether applied will form the single diluent.

heit halber als Verhältnis zu der Menge der metall- Die Erfindung wird im nachstehenden an Hand vonas a ratio to the amount of metal- The invention is described below with reference to

organischen Verbindung ausgedrückt. Sie kann stark Versuchsergebnissen näher beschrieben. Titantetra-expressed organic compound. It can strongly describe experimental results in more detail. Titanium tetra

variieren, und selbst eine sehr kleine Menge führt zu jodid wurde als Lösung in n-Heptan zugesetzt, die 1 gvary, and even a very small amount leads to iodide was added as a solution in n-heptane, which was 1 g

einem Anstieg des Transgehaltes im Produkt. Allge- 60 pro 100 ml Lösungsmittel enthielt. Der Rest desan increase in the trans content in the product. Generally contained 60 per 100 ml of solvent. The rest of the

mein liegt die Thioäthermenge zwischen etwa 0,1 und Lösungsmittels war entweder Benzol, das vorher durchmine is the amount of thioether between about 0.1 and the solvent was either benzene, which was previously through

10 Mol pro Mol der metallorganischen Verbindung. azeotrope Destillation getrocknet worden war, oder10 moles per mole of the organometallic compound. azeotropic distillation had been dried, or

Das Optimum richtet sich nach den Polymerisations- Heptan, das über Calciumhydrid getrocknet wordenThe optimum depends on the polymerization heptane that has been dried over calcium hydride

bedingungen und kann vom Fachmann leicht bestimmt war. Einige der Beispiele zeigen eine Blindprobe, in derconditions and can easily be determined by a person skilled in the art. Some of the examples show a blank sample in which

werden. Wenn beispielsweise die Polymerisation bei 65 kein Thioäther anwesend war. Solche Blindversuchewill. For example, if the polymerization at 65 was not present with thioether. Such blind tests

Temperaturen von 0 bis 30° C durchgeführt wird, liegt bilden keinen Teil der Erfindung, wurden jedoch mitTemperatures of 0 to 30 ° C is carried out, does not form part of the invention, but were with

das optimale Verhältnis zwischen etwa 0,75 : 1 und aufgenommen, um den Einfluß der Zugabe von Thio-the optimal ratio between about 0.75: 1 and added to the influence of the addition of thio-

7,5: 1, bei höheren Polymerisationstemperaturen da- äther gemäß der Erfindung zu veranschaulichen.7.5: 1, at higher polymerization temperatures therefore to illustrate according to the invention.

Die Strukturanalyse der Polymerisate wurde mit Hilfe eines Infrarot-Spektrophotometers durchgeführt. Die Analysen beruhen auf der Annahme, daß die Polymerisate eine ungesättigte Bindung auf jede monomere Einheit enthalten. Die Analysenergebnisse sind für Polybutadien als trans-1,4- und 1,2-Gehalt angegeben, wobei sich versteht, daß der Rest des Polymerisats in der cis-Konfiguration vorliegt, während für Polyisopren die Werte als trans-1,4- und 3,4-Gehalt angegeben sind und der Rest der ungesättigten Bindungen in der cis-1,4-Konfiguration steht. In einigen Fällen wurde die prozentuale Kristallinität des Produktes durch Röntgenstrahlanalyse bestimmt, da ein direkter Zusammenhang zwischen der Kristallinität und dem trans-1,4-Gehalt besteht.The structural analysis of the polymers was carried out with the aid of an infrared spectrophotometer. The analyzes are based on the assumption that the polymers have an unsaturated bond on each monomer Unit included. The analysis results are given for polybutadiene as trans-1,4 and 1,2-content, it being understood that the remainder of the polymer is in the cis configuration, while for polyisoprene the values are given as trans-1,4 and 3,4-content and the remainder of the unsaturation in the cis-1,4-configuration stands. In some cases the percent crystallinity of the product was determined by X-ray analysis determined because there is a direct relationship between the crystallinity and the trans-1,4 content consists.

Beispiel 1example 1

Butadien wurde in 200-ml-Standardpolymerisationsfiaschen polymerisiert, die gründlich getrocknet, mit Stickstoff ausgespült und nach folgendem Ansatz beschickt wurden:Butadiene was made in standard 200 ml polymerization vials polymerized, dried thoroughly, flushed with nitrogen and according to the following approach were loaded:

n-Heptan 50,0 mln-heptane 50.0 ml

Butadien 30,0 mlButadiene 30.0 ml

Diäthylsulfid variabelDiethyl sulfide variable

Lithiumbutyl 1,20 MillimolLithium butyl 1.20 millimoles

Titantetrajodid 0,60 MillimolTitanium tetraiodide 0.60 millimoles

Die einzelnen Bestandteile wurden in der angegebenen Reihenfolge in die Flaschen eingebracht, und diese wurden mit Kronenkappen verschlossen. Nach der Zugabe des Diäthylsulfides und vor der Zugabe des Lithiumbutyls wurden die Flaschen samt Inhalt von Raumtemperatur auf 10°C abgekühlt. Das Lithiumbutyl wurde als zweimolare Lösung in einer Mischung von n-Pentan und η-Hexan eingebracht. Die Flaschen wurden 19 Stunden auf 30°C gehalten. Danach wurde die Reaktion durch Einspritzen eines Überschusses von Alkohol abgebrochen. Das Polymerisat aus jeder Flasche wurde dann in kochendem Äthanol extrahiert, der 1% Di-tert.butyl-p-cresol als Stabilisator enthielt, und dann in einem Vakuumofen bei 40° C getrocknet. Die Produkte wurden durch Infrarotanalyse untersucht; die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.The individual components were added to the bottles in the order given, and these were closed with crown caps. After the addition of the diethyl sulfide and before the addition of the lithium butyl, the bottles and their contents were cooled from room temperature to 10 ° C. That Lithium butyl was introduced as a two-molar solution in a mixture of n-pentane and η-hexane. The bottles were held at 30 ° C for 19 hours. Thereafter, the reaction was started by injecting a Excess of alcohol canceled. The polymer from each bottle was then placed in boiling Ethanol extracted containing 1% di-tert-butyl-p-cresol as a stabilizer, and then in a vacuum oven dried at 40 ° C. The products were examined by infrared analysis; the results are in Table I compiled.

Tabelle ITable I. Beispiel 2Example 2

Butadien wurde wie im Beispiel 1 polymerisiert, jedoch wurde folgender Ansatz benutzt:Butadiene was polymerized as in Example 1, but the following approach was used:

Benzol 100 mlBenzene 100 ml

Lithiumbutyl 1,44 MillimolLithium butyl 1.44 millimoles

Titantrichlormonojodid 0,60 MillimolTitanium trichloromoniodide 0.60 millimoles

Di-n-butylsulfid variabelDi-n-butyl sulfide variable

Butadien 20 mlButadiene 20 ml

Die Bestandteile wurden in der angegebenen Reihenfolge eingebracht, und Flaschen und Inhalt wurden nach der Zugabe des Sulfides und vor der Zugabe des Butadiens von Raumtemperatur auf 0°C abgekühlt und etwa 30 Minuten auf dieser Temperatur gehalten. Das Lithiumbutyl wurde als einmolare Lösung in einem Gemisch von n-Pentan und η-Hexan und die Titanverbindung als 0,5molare Lösung in Benzol zugesetzt. Die Polymerisation fand bei etwa 32° C 21 Stunden lang statt, worauf die Polymerisate wie im Beispiel 1 abgetrennt und untersucht wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengefaßt.The ingredients were placed in the order shown, and the bottles and contents were cooled from room temperature to 0 ° C. after the addition of the sulfide and before the addition of the butadiene and held at this temperature for about 30 minutes. The lithium butyl was as a one molar solution in added to a mixture of n-pentane and η-hexane and the titanium compound as a 0.5 molar solution in benzene. The polymerization took place at about 32 ° C for 21 hours, whereupon the polymers as in Example 1 were separated and examined. The results are summarized in Table II.

Tabelle IITable II

Flasche
Nr.
bottle
No.
Molverhältnis
Sulfid zu
Lithiumbutyl
Molar ratio
Sulfide too
Lithium butyl
Um
wandlung
(7„)
Around
change
(7 ")
trans-
1,4-Gehalt
(7o)
trans-
1.4 content
(7o)
1,2-Gehalt
(7o)
1,2 content
(7o)
1
2
3
1
2
3
0
1,0
2,0
0
1.0
2.0
27,0
20,0
26,0
27.0
20.0
26.0
2,5
28,0
49,8
2.5
28.0
49.8
5,5
22,9
16,2
5.5
22.9
16.2

Flasche
Nr.
bottle
No.

MolverhältnisMolar ratio UmAround trans-trans- Sulfid zuSulfide too wandlungchange 1,4-Gehalt1.4 content LithiumbutylLithium butyl (%)(%) (7o)(7o) 00 8787 15,015.0 11 9090 68,268.2 33 6565 90,690.6 44th 3636 94,494.4 55 2626th 96,896.8

1,2-Gehalt (7o)1.2 content (7o)

7,0 4,7 3,0 3,2 2,97.0 4.7 3.0 3.2 2.9

Die Polymerisate waren bei Raumtemperatur in Toluol vollständig löslich. Diese Ergebnisse zeigen, daß bei der Polymerisation von Butadien unter Verwendung eines Titantetrajodid-Lithiumalkyl-Katalysators der Zusatz eines Thioäthers einen starken Einfluß auf das Katalysatorsystem hat. Durch diesen Zusatz wird es in ein Katalysatorsystem umgewandelt, das die Bildung von trans-Material begünstigt, so daß Polybutadien entsteht, welches zu 97% in der trans-1,4-Konfiguration vorliegt.The polymers were completely soluble in toluene at room temperature. These results show that in the polymerization of butadiene using a titanium tetraiodide lithium alkyl catalyst the addition of a thioether has a strong influence on the catalyst system. Through this Addition it is converted into a catalyst system, which favors the formation of trans material, so that Polybutadiene is formed, which is 97% in the trans-1,4 configuration is present.

Diese Ergebnisse zeigen den Einfluß des Thioäthers durch das Anwachsen des Transgehaltes in dem mit diesem Katalysatorsystem erzeugten Produkt. Sie zeigen an, daß ein Molverhältnis von Thioäther zu Lithiumbutyl von mehr als 2,0 benötigt wird, um ein Polybutadien zu erzeugen, dessen Transgehalt über 50% liegt.These results show the influence of the thioether through the increase in the trans content in the this catalyst system produced product. They indicate that there is a molar ratio of thioether too Lithium butyl of more than 2.0 is required to produce a polybutadiene whose trans content is above 50%.

Beispiel 3Example 3

Butadien wurde wie im Beispiel 2 polymerisiert, jedoch war Heptan das Verdünnungsmittel, der folgende Ansatz wurde benutzt:Butadiene was polymerized as in Example 2, but the diluent was heptane the following approach was used:

Heptan 100 mlHeptane 100 ml

Lithiumbutyl 1,0 MillimolLithium butyl 1.0 millimole

Titantrichlormonojodid 0,4 MillimolTitanium trichloromoniodide 0.4 millimoles

Diäthylsulfid 0,62 MillimolDiethyl sulfide 0.62 millimoles

Butadien 15 mlButadiene 15 ml

Nach der Zugabe des Diäthylsulfides wurden Flasche und Inhalt 30 Minuten gealtert, bevor die Zugabe des Butadiens erfolgte. Man polymerisierte 68 Stunden bei 27° C, worauf man das Polymerisat wie in den Beispielen 1 und 2 abtrennte. Die prozentuale Kristallinität des Polymerisats wurde durch Röntgenstrahlanalyse bestimmt. Es wurde eine Kristallinität von 40,7% ermittelt, die einem Transgehalt von etwa 90% entspricht.After the addition of the diethyl sulfide, the bottle and contents were aged for 30 minutes before the addition of the Butadiene took place. Polymerization was carried out for 68 hours 27 ° C., whereupon the polymer was separated off as in Examples 1 and 2. The percent crystallinity the polymer was determined by X-ray analysis. It became a crystallinity of 40.7% was determined, which corresponds to a trans content of about 90%.

Beispiel 4Example 4

Butadien wurde unter Verwendung der gleichen Geräte und nach dem gleichen Verfahren wie in Bei-Butadiene was prepared using the same equipment and procedures as in both

spielen 1 und 2 polymerisiert, jedoch wurde der folgende Ansatz verwendet:play 1 and 2 polymerized, however the following approach was used:

Benzol 80 mlBenzene 80 ml

Butadien 20 mlButadiene 20 ml

Naphthylmagnesiumbromid ... l,19MillimolNaphthyl magnesium bromide ... 1.19 millimoles

Di-(n-butyl)-sulfid variabelDi- (n-butyl) sulfide variable

Titantrichlormonojodid 0,40 MillimolTitanium trichloromoniodide 0.40 millimoles

Die einzelnen Bestandteile des Ansatzes wurden in der oben angegebenen Reihenfolge eingebracht. Nach dem Zusatz des Sulfides und vor dem Zusatz der Titanverbindung wurden Flaschen und Inhalt etwa 30 Minuten auf 00C abgekühlt. Die Magnesiumverbindung wurde als 0,99molare Suspension in Xylol und die Titanverbindung als 0,5molare Lösung in Benzol zugesetzt. Nach einer Polymerisation von 18,5 Stunden bei etwa 32° C wurden die Polymerisate abgetrennt und untersucht, wie im Beispiel 1 beschrieben ist. Die Ergebnisse finden sich in Tabelle III.The individual components of the batch were introduced in the order given above. After the addition of the sulfide and before the addition of the titanium compound, the bottles and their contents were cooled to 0 ° C. for about 30 minutes. The magnesium compound was added as a 0.99 molar suspension in xylene and the titanium compound as a 0.5 molar solution in benzene. After polymerization for 18.5 hours at about 32.degree. C., the polymers were separated off and examined as described in Example 1. The results can be found in Table III.

Diäthylquecksilber ersetzt, und das Molverhältnis von Sulfid zu Diäthylquecksilber war 1: 1. In 40stündiger Polymerisation bei 13° C wurde eine Umwandlung von 49% erzielt, und das Produkt enthielt, wie gefunden wurde, 66,5 % trans-l,4-Material und 3,0% 1,2-Material.Diethylmercury replaced, and the molar ratio of Sulfide to diethyl mercury was 1: 1. Conversion occurred in 40 hours of polymerization at 13 ° C of 49% and the product was found to contain 66.5% trans-1,4 material and 3.0% 1,2 material.

Molverhältnis
Sulfid zu Mg
Molar ratio
Sulfide to Mg
Tabelle IIITable III trans-
1,4-Gehalt
(7o)
trans-
1.4 content
(7o)
1,2-Gehalt
(%)
1,2 content
(%)
Flasche
Nr.
bottle
No.
3,0
4,0
5,0
3.0
4.0
5.0
Um
wandlung
CYo)
Around
change
CYo)
66,3
77,6
80,4
66.3
77.6
80.4
8,0
5,7
6,6
8.0
5.7
6.6
3
4
5
3
4th
5
57,0
46,0
39,0
57.0
46.0
39.0

Die Ergebnisse dieses Beispieles zeigen den Einfluß von Thioäther auf die strukturelle Konfiguration des Produktes, wenn Butadien mit einem Katalysatorsystem polymerisiert wird, in welchem eine metallorganische Verbindung eines Metalles von Gruppe II des Periodensystems als Reduktionsmittel verwendet wird.The results of this example show the influence of thioether on the structural configuration of the Product when butadiene is polymerized with a catalyst system in which an organometallic Compound of a metal from group II of the periodic table used as a reducing agent will.

Beispiel 5Example 5

Butadien wurde wie im Beispiel 1 polymerisiert, jedoch wurde der folgende Ansatz benutzt:Butadiene was polymerized as in Example 1, but the following approach was used:

Beispiel 7Example 7

Isopren wurde in 200-ml-Standardpolymerisationsflaschen mit Kronenverschluß polymerisiert. Diese Flaschen wurden gründlich getrocknet und mit Stickstoff gespült und nach folgendem Ansatz beschickt:Isoprene was supplied in standard 200 ml polymerization bottles polymerized with crown lock. These bottles were thoroughly dried and filled with nitrogen rinsed and charged according to the following approach:

Benzol 60 mlBenzene 60 ml

Isopren 30 mlIsoprene 30 ml

Diäthylmagnesium .. 1,75 · IO-3 MolDiethyl magnesium .. 1.75 · IO- 3 mol

Diäthylsulfid variabelDiethyl sulfide variable

Titantrichlormonojodid 1,75 · IO-3 MolTitanium trichloromoniodide 1.75 · IO- 3 mol

Die einzelnen Komponenten wurden in der angegebenen Reihenfolge zugesetzt. Die Flaschen wurden 20 Stunden auf 30° C gehalten, worauf die Reaktion durch Einspritzen von überschüssigem Äthanol abgebrochen wurde. Das Polymerisat aus jeder Flasche wurde dann in kochendem Äthanol extrahiert, das 1% Di-tert.butyl-p-cresol als Stabilisator enthielt, und dann in einem Vakuumofen bei 30° C getrocknet. Die Ergebnisse sind in Tabelle V gezeigt.The individual components were added in the order given. The bottles were Maintained at 30 ° C. for 20 hours, whereupon the reaction was terminated by injecting excess ethanol became. The polymer from each bottle was then extracted into boiling ethanol containing the 1% di-tert-butyl-p-cresol contained as a stabilizer, and then dried in a vacuum oven at 30 ° C. The results are shown in Table V.

Tabelle VTable V

4040

Benzol 60 mlBenzene 60 ml

Butadien 20 mlButadiene 20 ml

Diäthylzink 0,79 ·Diethyl zinc 0.79

Titantetrajodid 0,72Titanium tetraiodide 0.72

IO-3 Mol IO-3 MolIO- 3 moles IO- 3 moles

Diäthylsulfid variabelDiethyl sulfide variable

4545

Nach der Zugabe des Diäthylzinks und vor der Zugabe des Titantetrajodids wurden Flaschen und Inhalt auf 0°C abgekühlt. Das Diäthylsulfid wurde unmittelbar nach der Zugabe des Titantetrajodids zugesetzt. Nach 40stündiger Polymerisation bei 13° C wurden die Polymerisate abgetrennt und untersucht, wie dies im Beispiel 1 beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV dargestellt.After the addition of the diethyl zinc and before the addition of the titanium tetraiodide, bottles and Contents cooled to 0 ° C. The diethyl sulfide was added immediately after the addition of the titanium tetraiodide. After 40 hours of polymerization at 13 ° C, the polymers were separated and examined, as described in Example 1. The results are shown in Table IV.

5555

6060

Molverhältnis
Sulfid zu
Diäthylzink
Molar ratio
Sulfide too
Diethyl zinc
Tabelle IVTable IV trans-
1,4-Gehalt
(°/o)
trans-
1.4 content
(° / o)
1,2-Gehalt
(%)
1,2 content
(%)
Flasche
Nr.
bottle
No.
0,5
4,0
7,0
0.5
4.0
7.0
Um
wandlung
(%)
Around
change
(%)
14,8
33,0
75,4
14.8
33.0
75.4
5,2
4,7
2,9
5.2
4.7
2.9
1
2
3
1
2
3
75
80
81
75
80
81

Beispiel .6Example .6

Butadien wurde wie im Beispiel 5 polymerisiert, jedoch wurde das Diäthylzink durch 1,8 · IO-3 MolButadiene was polymerized as in Example 5, but the diethyl zinc was replaced by 1.8 · IO- 3 mol

Flasche
Nr.
bottle
No.
Molverhältnis
Sulfid zu Di
äthylmagnesium
Molar ratio
Sulfide to Di
ethyl magnesium
Um
wandlung
(7o)
Around
change
(7o)
trans-
1,4-Gehalt
(°/o)
trans-
1.4 content
(° / o)
3,4-Gehalt
(%)
3,4 content
(%)
1
2
1
2
0
1
0
1
11,7
29,1
11.7
29.1
etwa 50
75 bis 95
about 50
75 to 95
5
5
5
5

Das in Flasche Nr. 1, also in Abwesenheit von Thioäther erzeugte Isopren trat zu 95 % in der 1,4-Konfiguration und nur zu etwa 50 % in der trans-Konfiguration vor. Die Anwesenheit von Thioäther führte zu einem merklichen Anstieg des trans-Gehaltes des Polymeren.95% of the isoprene produced in bottle # 1, i.e. in the absence of thioether, was in the 1,4 configuration and only about 50% in the trans configuration. The presence of thioether resulted in one noticeable increase in the trans content of the polymer.

Beispiel 8Example 8

Isopren wurde wie im Beispiel 7 unter Verwendung folgenden Ansatzes polymerisiert:Isoprene was polymerized as in Example 7 using the following approach:

Benzol 60 mlBenzene 60 ml

Magnesiumverbindung 1,33 · IO-3 MolMagnesium compound 1.33 · IO- 3 mol

Diäthylsulfid 0,67 · IO-3 MolDiethyl sulfide 0.67 · IO- 3 mol

Isopren 15 mlIsoprene 15 ml

Titantetrajodid 0,72 · IO-3 MolTitanium tetraiodide 0.72 · IO- 3 mol

Nach 60stündiger Polymerisation bei 30°C wurden die Polymeren wie im Beispiel 7 abgetrennt und untersucht. Die Ergebnisse finden sich in Tabelle VI.After 60 hours of polymerization at 30 ° C., the polymers were separated off as in Example 7 and examined. The results can be found in Table VI.

Tabelle VTTable VT

Flasche
Nr.
bottle
No.
Magnesium
verbindung
magnesium
link
Um
wandlung
CVo)
Around
change
CVo)
trans-
1,4-Gehalt
trans-
1.4 content
Kristal-
linität
CYo)
Crystal
line
CYo)
1
2
1
2
Methyl-
magnesium-
jodid
Diäthyl
magnesium
Methyl-
magnesium-
iodide
Diethyl
magnesium
12
11
12th
11
über 90
über 75
over 90
over 75
24
15
24
15th

309 748/390309 748/390

Die Kristallinität wurde für das in Flasche Nr. 1 erzeugte Polymere zu 24%, für das in Flasche Nr. 2 erzeugte zu 15% ermittelt. Es ist bekannt, daß bei Polyisopren diese Kristallinitätswerte auf Polymerisate hinweisen, die zu mehr als 90 % bzw. zu mehr als 75 % in der trans- 1,4-Konfiguration vorliegen.The crystallinity became 24% for the polymer produced in bottle # 1, for that in bottle # 2 generated at 15%. It is known that in the case of polyisoprene these crystallinity values affect polymers that are more than 90% or more than 75% in the trans-1,4 configuration.

Die vorstehenden Beispiele sollen lediglich den Einfluß der Thioätherzugabe zum Katalysatorsystem gemäß dem Verfahren der Erfindung erläutern, nicht aber die Erfindung in irgendeiner Weise einschränken. Beispielsweise wird ein ähnlicher Effekt erzielt, wenn andere jodhaltige Titanverbindungen als die vorgenannten an deren Stelle in den Beispielen eingesetzt werden.The above examples are only intended to show the influence of the addition of thioether to the catalyst system explain the method of the invention, but not limit the invention in any way. For example, a similar effect is obtained when iodine-containing titanium compounds other than those mentioned above are used in their place in the examples.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Verfahren zur Herstellung eines Polymerisats, dessen Einheiten vorherrschend in der trans-1,4-Konfiguration vorliegen, durch Polymerisation ao eines konjugierten diolefinischen Kohlenwasserstoffes, der 4 Kohlenstoffatome in der ungesättigten1. A process for the preparation of a polymer whose units are predominantly in the trans-1,4 configuration present, by polymerization ao of a conjugated diolefinic hydrocarbon, of the 4 carbon atoms in the unsaturated one Kette enthält, in Gegenwart einer Katalysatormischung aus einer reduzierbaren jodhaltigen Verbindung eines Schwermetaus von Gruppe IVB des Periodensystems und einer reduzierenden metallorganischen Verbindung von Lithium oder eines Metalls von Gruppe II des Periodensystems, da durch gekennzeichnet, daß man eine Katalysatormischung verwendet, der ein Thioäther zugesetzt worden ist.Chain contains, in the presence of a catalyst mixture of a reducible iodine-containing compound of a heavy metal of group IVB of the periodic table and a reducing organometallic compound of lithium or a metal of group II of the periodic table, characterized in that a catalyst mixture is used to which a thioether has been added is. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Katalysatormischung verwendet, in der das Molverhältnis der reduzierenden Verbindung zur reduzierbaren Verbindungzwischen 1: 1 und 3,5: 1 Hegt.2. The method according to claim 1, characterized in that a catalyst mixture is used, in which the molar ratio of the reducing compound to the reducible compound is between 1: 1 and 3.5: 1 cherishes. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Katalysatormischung verwendet, in der das Molverhältnis von Thioäther zur reduzierenden Verbindung zwischen 0,1: Γ und 10:1 liegt.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that one Catalyst mixture used in which the molar ratio of thioether to reducing compound is between 0.1: Γ and 10: 1. In Betracht gezogene Druckschriften:
Belgische Patentschrift Nr. 551 851.
Considered publications:
Belgian patent specification No. 551 851.
© 309 748090 11.63© 309 748090 11.63
DEP29673A 1961-06-21 Process for the preparation of a polymer with a trans-1,4 structure from a conjugated diolefinic hydrocarbon Pending DE1157399B (en)

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