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DE1224505B - Process for the production of polyacrylonitrile - Google Patents

Process for the production of polyacrylonitrile

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Publication number
DE1224505B
DE1224505B DEM55271A DEM0055271A DE1224505B DE 1224505 B DE1224505 B DE 1224505B DE M55271 A DEM55271 A DE M55271A DE M0055271 A DEM0055271 A DE M0055271A DE 1224505 B DE1224505 B DE 1224505B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
polymerization
aluminum
reaction
polyacrylonitrile
compound
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
DEM55271A
Other languages
German (de)
Inventor
Robert Chiang
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.)
Monsanto Co
Original Assignee
Monsanto 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 Monsanto Co filed Critical Monsanto Co
Publication of DE1224505B publication Critical patent/DE1224505B/en
Pending legal-status Critical Current

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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/42Nitriles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
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    • C08F20/42Nitriles
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  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES #f# PATENTAMTFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN # f # PATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

C08fC08f

Deutsche Kl.: 39 c - 25/01 German class: 39 c - 25/01

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Number:
File number:
Registration date:
Display day:

M55271IVd/39c
28. Dezember 1962
8. September 1966
M55271IVd / 39c
December 28, 1962
September 8, 1966

Es ist allgemein bekannt, daß Katalysatoren vom freien Radikaltyp bei der Herstellung von gebräuchlichem Polyacrylnitril verwendet werden. Das heißt, es werden Katalysatoren mit freiem Radikal zur Einleitung der Polymerisation des Monomeren, des Acrylnitrils, zur Bildung von Acrylnitrilpolymerisat verwendet.It is well known that free radical type catalysts are commonly used in the manufacture of Polyacrylonitrile can be used. That means it will use free radical catalysts Initiation of the polymerization of the monomer, acrylonitrile, to form acrylonitrile polymer used.

Obwohl Acrylnitrilpolymerisate, die in Gegenwart von freien Radikalen als Katalysatoren erhalten wurden, in großem Umfang bei der Herstellung von Endprodukten verwendet wurden, waren sie bis jetzt für den Gebrauch in Form- oder Preßarbeitsgängen für die Bildung von geformten Gegenständen ungeeignet, da sie keine angemessenen thermoplastischen Eigenschaften erlangen, selbst wenn sie auf Temperaturen erhitzt wurden, bei welchen Zersetzung auftritt.Although acrylonitrile polymers obtained in the presence of free radicals as catalysts have been used on a large scale in the manufacture of end products, they have been until now unsuitable for use in molding or pressing operations for the formation of molded articles, since they do not acquire adequate thermoplastic properties even when exposed to temperatures were heated at which decomposition occurs.

Es ist ein Verfahren zur Polymerisation von Acrylnitril bekannt, bei welchem man die Polymerisation in Gegenwart eines komplexen Katalysators ausführt, der in bekannter Weise aus Aluminium- oder Zinkalkyl und einem Alkoholat oder Acetylacetonat des Chroms oder des Vanadins hergestellt worden ist. Die Polymerisation erfolgt in Gegenwart von Benzol oder Toluol als Lösungsmittel für das Monomere oder eines Lösungsmittels für das Polymere, das mit dem Katalysator nicht reagiert, beispielsweise Dimethylformamid. Die Polymerisation wird gemäß dieser Arbeitsweise bei einer zwischen 40 und 800C liegenden Temperatur ausgeführt.A process for the polymerization of acrylonitrile is known in which the polymerization is carried out in the presence of a complex catalyst which has been prepared in a known manner from aluminum or zinc alkyl and an alcoholate or acetylacetonate of chromium or vanadium. The polymerization takes place in the presence of benzene or toluene as a solvent for the monomer or a solvent for the polymer which does not react with the catalyst, for example dimethylformamide. The polymerization is carried out according to this procedure at a temperature between 40 and 80 0 C temperature.

Bei dieser bekannten Polymerisationsarbeitsweise sind jedoch verhältnismäßig lange Polymerisationszeiten, beispielsweise von 30 bis 60 Stunden, erforderlich, wobei Produkte erhalten werden, die nicht die erwünschte rein weiße Färbung aufweisen.In this known polymerization procedure, however, relatively long polymerization times, for example from 30 to 60 hours, are required, whereby products are obtained which do not have the desired pure white color.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Polyacrylnitril durch Lösungspolymerisation von monomerem Acrylnitril in einem gegenüber dem Monomeren inerten Medium bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis 1000C in Gegenwart einer katalytischen Menge einer komplexen, durch Umsetzung von Aluminiumalkyl mit einer Metallverbindung in einem aromatischen Kohlenwasserstoff als Lösungsmittel und in inerter Atmosphäre erhaltenen Aluminiumalkylverbindung gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Polymerisation in Gegenwart einer komplexen Aluminiumalkylverbindung ausführt, die durch Umsetzung eines AIuminiumtrialkyls (A) mit einer Verbindung (B) der allgemeinen Formel MOR, in der M ein Alkalioder Erdalkalimetall und R einen niederen Alkylrest oder ein Wasserstoffatom bedeuten, in molaren Ver-There has now been a process for the production of polyacrylonitrile by solution polymerization of monomeric acrylonitrile in a medium inert towards the monomer at a temperature in the range from 0 to 100 ° C. in the presence of a catalytic amount of a complex, by reaction of aluminum alkyl with a metal compound in an aromatic one Hydrocarbon found as solvent and aluminum alkyl compound obtained in an inert atmosphere, which is characterized in that the polymerization is carried out in the presence of a complex aluminum alkyl compound obtained by reacting an aluminum trialkyl (A) with a compound (B) of the general formula MOR, in which M a Alkali or alkaline earth metal and R is a lower alkyl radical or a hydrogen atom, in molar proportions

Verfahren zur Herstellung von PolyacrylnitrilProcess for the production of polyacrylonitrile

Anmelder:Applicant:

Monsanto Company, St. Louis, Mo. (V. St. A.)Monsanto Company, St. Louis, Mo. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr. E. Wiegand und Dipl.-Ing. W. Niemann,Dr. E. Wiegand and Dipl.-Ing. W. Niemann,

Patentanwälte, München 15, Nußbaumstr. 10Patent Attorneys, Munich 15, Nussbaumstr. 10

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Robert Chiang, Durham, N. C. (V. St. A.)Robert Chiang, Durham, N. C. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 29. Dezember 1961
(163 163)
Claimed priority:
V. St. ν. America December 29, 1961
(163 163)

hältnissen von A:B von 0,5:3 bis 3:0,5 und unter Kristallisieren, Isolieren und Reinigen des Reaktionsprodukts erhalten worden ist.ratios of A: B from 0.5: 3 to 3: 0.5 and with crystallization, isolation and purification of the reaction product has been received.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsweise wird die Polymerisation in Gegenwart einer komplexen Aluminiumalkylverbindung ausgeführt, die durch Umsetzung von Aluminiumtriäthyl mit einem Alkalialkoxyd in Benzol erhalten worden ist.According to a preferred embodiment, the polymerization in the presence of a complex Aluminum alkyl compound carried out by reacting aluminum triethyl with an alkali alkoxide in benzene.

Das Verfahren der Erfindung führt zu Polyacrylnitril mit verbesserten thermoplastischen Eigenschaften, das für die Verwendung in Form- und Preßarbeitsgängen geeignet ist.The process of the invention leads to polyacrylonitrile with improved thermoplastic properties, which is suitable for use in molding and pressing operations.

Nach dem Verfahren der Erfindung werden auch gegenüber dem beschriebenen bekannten Verfahren besondere Vorteile erhalten. Es wird dadurch ermöglicht, rein weiße Acrylnitrilpolymerisate, die sich gut verformen lassen, in vergleichsweise sehr kurzer Zeit herzustellen. Die Schwierigkeiten, die sich der Herstellung von vollständig weißen Acryhiitrilpolymerisaten entgegenstellen, die ohne ernsthafte Verfärbung durch die Wärme, welche zur Erweichung des Polymerisats notwendig ist, verformt werden können, sind allgemein bekannt.According to the method of the invention, compared to the known method described receive special benefits. This enables pure white acrylonitrile polymers to be produced Can be deformed well, can be produced in a comparatively very short time. The difficulties facing the Oppose the production of completely white acrylonitrile polymers without serious discoloration be deformed by the heat, which is necessary to soften the polymer are well known.

Es ist insbesondere zu beachten, daß nach dem Verfahren gemäß der Erfindung ein rein weißes Polymerisat mit einem für Verformungszwecke geeigneten Molekulargewicht nach nur 3 Stunden PoIy-It should be noted in particular that according to the method according to the invention a pure white Polymer with a molecular weight suitable for molding purposes after only 3 hours of poly-

So merisation erhalten werden kann, während nach dem bekannten Verfahren Polymerisationszeiten von 30 bis 60 Stunden erforderlich sind.So merization can be obtained while according to the known method polymerization times of 30 to 60 hours are required.

609 659/413609 659/413

3 43 4

Außerdem wird bei dem Verfahren gemäß der Reaktionsmischung oder der überstehenden Flüssig-Erfindung eine 95°/oige Umwandlung des Monomeren keit, d. h. der löslichen Reaktionsprodukte, als zum Polymerisat in nur 3 Stunden erhalten, während Katalysator bei der Polymerisation von Acrylnitril bei dem bekannten Verfahren die beste Umwandlung führt nicht zur Erzeugung der neuartigen und ausnach 40 Stunden erzielt wird und im allgemeinen 5 gezeichneten Polymerisate, wie sie gemäß dem Ververgleichsweise geringe bzw. sehr geringe Umset- fahren der Erfindung erhalten werden. Daher muß zungen erzielt werden, wobei lediglich Produkte mit das kristalline Produkt isoliert und gereinigt werden, gelblichweißer bzw. gelblicher Farbe erhalten werden. Aromatische Kohlenwasserstoffe, die bei der Her-In addition, the reaction mixture or the supernatant liquid present invention is in accordance with the method ness a 95 ° / o by weight conversion of the monomers, ie, the soluble reaction products than obtained for the polymer in only 3 hours, as a catalyst in the polymerization of acrylonitrile in the known method the best conversion does not lead to the production of the novel and is achieved after 40 hours and generally 5 drawn polymers, as they are obtained according to the comparatively low or very low conversion of the invention. Therefore, tongues must be achieved, only products with the crystalline product being isolated and purified, yellowish-white or yellowish color are obtained. Aromatic hydrocarbons that are

Der besondere und wesentliche Vorteil des Verfahrens stellung des Katalysators eingesetzt worden sind, gemäß der Erfindung ist darin zu sehen, daß rein io sind Benzol, Toluol und Xylol,
weiße Polymerisate bei hoher Umwandlung in sehr Die Polymerisation gemäß dem Verfahren der
The particular and essential advantage of the process position of the catalyst have been used, according to the invention is to be seen in the fact that pure io are benzene, toluene and xylene,
white polymers with high conversion to very The polymerization according to the method of

kurzer Zeit, d. h. etwa ein Zwölftel der Zeit, die Erfindung wird in Lösung ausgeführt. Die als Trägerbei dem bekannten Verfahren erforderlich ist, erzielt mittel verwendete Flüssigkeit soll wasserfrei und werden. gegenüber dem Monomeren inert sein. Unter denshort time, d. H. about one twelfth of the time the invention is carried out in solution. The porter the known method is required, medium used liquid should be anhydrous and achieved will. be inert to the monomer. Under the

Die Aluminiumtrialkylkomponente des Initiator- 15 vielen bekannten Lösungsmitteln, welche diese Besystems kann durch die empirische Formel: dingungen erfüllen und die gewöhnlich bei der DurchThe aluminum trialkyl component of the initiator - 15 many known solvents that this besystem can by the empirical formula: meet conditions and the usually with the through

führung der Acryhiitrilpolymerisation zur Anwendungintroduction of acrylonitrile polymerization to the application

/ ^i gelangen, können beliebige verwendet werden, z. B./ ^ i, any can be used, e.g. B.

Al — R2 Dimethylformamid, Dimethylsulfoxyd und Dimethyl-Al - R 2 dimethylformamide, dimethyl sulfoxide and dimethyl

\ R .20 acetamid, wobei Dimethylformamid im allgemeinen\ R .20 acetamide, with dimethylformamide in general

3 bevorzugt wird. Die Menge des in der Reaktion 3 is preferred. The amount of in the reaction

dargestellt werden, in welcher R1, R2 und R3 niedrige benötigten Katalysators ist nicht kritisch; es ist Alkylgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen dar- jedoch erforderlich, daß eine katalytische Menge stellen. Diese Verbindungen sind allgemein bekannt von etwa 0,1 bis 5°/0, bezogen auf das Gewicht des und technisch zugänglich, wobei Aluminiumtriäthyl 25 Monomeren, vorhanden ist.in which R 1 , R 2 and R 3 low catalyst needed is not critical; it is alkyl groups with 1 to 5 carbon atoms, but required that they represent a catalytic amount. These compounds are generally known from about 0.1 to 5 ° / 0 by weight, based of the technically available on the weight, said aluminum triethyl 25 monomers is present.

am leichtesten erhältlich ist und aus diesem Grund Die Polymerisation soll unter wasserfreien Bedin-is most easily available and for this reason the polymerization should take place under anhydrous conditions

bevorzugt wird. gungen und in einer inerten Atmosphäre, welcheis preferred. and in an inert atmosphere, which

Die andere Komponente der Formel MOR, die beispielsweise durch Abdeckung der Reaktionszone bei der Bildung des Polymerisationsinitiators ver- mit gasförmigem Stickstoff geschaffen werden kann, wendet worden ist, besteht aus einem Alkali- oder 30 durchgeführt werden. Die Polymerisation wird bei Erdalkalialkoxyd oder -hydroxyd. Beispiele dafür . Temperaturen im Bereich von etwa 0 bis 1000C sind z. B. Natriumäthoxyd, Kaliummethoxyd, Na- durchgeführt, wobei Temperaturen von 25 bis 5O0C triumpropoxyd, Magnesiumbutoxyd und Natrium- im allgemeinen bevorzugt sind. ^ Die Polymerisation pentoxyd, Natriumhydroxyd, Magnesiumhydroxyd, kann bei atmosphärischen Drücken oder selbst bei Kaliumhydroxyd und Calciumhydroxyd. 35 niedrigeren Drücken ausgeführt werden, obgleich inThe other component of the formula MOR, which can be used, for example, by covering the reaction zone during the formation of the polymerization initiator with gaseous nitrogen, consists of an alkali or can be carried out. The polymerization is with alkaline earth alkoxide or hydroxide. Examples of this. Temperatures in the range from about 0 to 100 0 C are, for. B. sodium ethoxide, potassium methoxide, Na carried out, with temperatures of 25 to 50 0 C trium propoxide, magnesium butoxide and sodium are generally preferred. ^ The polymerization of pentoxide, sodium hydroxide, magnesium hydroxide, can take place at atmospheric pressures or even with potassium hydroxide and calcium hydroxide. 35 lower pressures, although in

Die Herstellung des Katalysators ist nicht Gegen- einigen Fällen die Anwendung von überatmosphästand der Erfindung. rischen Drücken zweckmäßig sein kann, um dieThe manufacture of the catalyst is not, in some cases, the use of superatmospheric conditions the invention. ric pressures can be useful to the

Insbesondere ist der Katalysator dadurch her- Konzentration des in Berührung mit dem Katalysator gestellt worden, daß man zuerst jede der Komponenten stehenden Monomeren zu steigern. In Abhängigkeit in den gewünschten Anteilen in einen aromatischen 40 von den verwendeten Temperaturen, Druck oder Kohlenwasserstoff einführt. Die Reaktion wird in der Katalysatorkonzentration schwankt die Reakeiner sauerstofffreien· Atmosphäre und bei Raum- tionsdauer von einer bis zu mehreren Stunden. Nach temperaturen durchgeführt, wobei im allgemeinen der Vervollständigung der Reaktion kann das PoIydie Umsetzung sehr rasch stattfindet. Aus dem sich merisat durch Ausfällung in Methanol gewonnen ergebenden Reaktionsprodukt kristallisiert beim ruhi- 45 werden. Es können Polymerisate mit Molekulargen Stehenlassen der Reaktionsmischung aus der gewichten in faserbildendem Bereich, d. h. oberhalb Lösung eine Substanz. Diese Kristalle bilden den von 10 000, hergestellt werden,
beim Verfahren der Erfindung eingesetzten Kata- Die Erfindung wird nachstehend an Hand des
In particular, the catalyst has been brought into contact with the catalyst by first increasing each of the components. Introduces into an aromatic 40, depending on the temperatures, pressure or hydrocarbon used, in the proportions desired. The reaction will vary in the catalyst concentration, the reaction in an oxygen-free atmosphere and with a space duration of one to several hours. Carried out after temperatures, the completion of the reaction in general, the polydy reaction can take place very quickly. The reaction product obtained from the merizate obtained by precipitation in methanol crystallizes on being quiescent. Polymers with molecular genes can be used to leave the reaction mixture from the weight in the fiber-forming area, ie above the solution of a substance. These crystals form the one of 10,000, produced
Kata used in the method of the invention. The invention is described below with reference to the

lysator. Die für vollständige Kristallbildung erforder- Beispiels näher erläutert,
liehe Zeitdauer variiert weitgehend in Abhängigkeit 50 TT n, ,
lyser. The example required for complete crystal formation is explained in more detail,
borrowed time varies largely depending on 50 TT n,,

von der Lösungsmittelkonzentration oder Tempe- . Herstellung des Katalysatorson the solvent concentration or tempe-. Manufacture of the catalyst

ratur, jedoch wird im allgemeinen eine vollständige In einem mit gasförmigem Stickstoff gefülltentemperature, however, in general a complete In a filled with gaseous nitrogen

Kristallisation in 4 bis 8 Stunden erreicht, wenn die Reaktionskolben, welcher 10 cm3 Benzol enthielt, Reaktionsmischung bei Raumtemperatur gehalten wurden 0,34 g Natriumäthoxyd (berechnet 0,005 Mol) wird. Die Zeit kann durch die Einführung eines 55 und 4 cm3 einer 25°/oigaa Lösung von Aluminium-Nicht-Lösungsmittels, beispielsweise n-Heptan, in die triäthyl in Heptan (berechnet 0,0065 Mol) Alu-Reaktionsmischung wesentlich verkürzt werden. Die miniumtriäthyl) eingebracht. Die Reaktion fand voll-Kristalle werden dann aus der überstehenden Flüssig- ständig statt. Die Reaktionsmischung wurde für etwa keit mittels gebräuchlicher Methoden zurückgewonnen 12 Stunden stehengelassen. Während dieser Zeitdauer oder isoliert, beispielsweise durch Dekantieren oder 60 fielen feine nadelähnliche Kristalle von etwa 1,25 cm Filtrieren. Anschließend werden eine oder mehrere Länge aus der Lösung aus. Diese Kristalle wurden Umkristallisationen aus dem verwendeten aroma- durch Dekantieren gewonnen und anschließend zweitischen Kohlenwasserstoff durchgeführt. mal in Benzol umkristallisiert, um VerunreinigungenCrystallization is achieved in 4 to 8 hours when the reaction flask, which contained 10 cm 3 of benzene, reaction mixture was kept at room temperature, 0.34 g of sodium ethoxide (calculated 0.005 mol). The time can be significantly reduced by introducing 55 and 4 cm 3 of a 25% solution of aluminum non-solvent, for example n-heptane, into the triethyl in heptane (calculated 0.0065 mol) aluminum reaction mixture. The miniumtriethyl) introduced. The reaction took place fully - crystals are then taken out of the supernatant liquid. The reaction mixture was recovered by conventional methods and allowed to stand for about 12 hours. During this period or isolated, for example by decanting or 60, fine needle-like crystals of about 1.25 cm fell by filtration. Then one or more lengths are made out of the solution. These crystals were recrystallized from the aroma used by decanting and then carried out two-tier hydrocarbon. times recrystallized in benzene to remove impurities

Die neuartigen Polymerisate gemäß dem Verfahren zu entfernen,
der Erfindung werden nur erhalten, wenn die vor- 65 ■ Beisüiel
To remove the novel polymers according to the procedure,
of the invention are only obtained if the previous example

stehend erhaltenen Kristalle als solche als Katalysator ■■standing crystals obtained as such as catalyst ■■

bei der Polymerisation von Acrylnitril verwendet Zu dem in der vorstehenden Weise hergestelltenused in the polymerization of acrylonitrile To that prepared in the above manner

werden. Die Verwendung der gesamten erhaltenen Katalysator wurden 50 cm3 trockenes Dimethyl-will. The use of the entire catalyst obtained were 50 cm 3 of dry dimethyl

formamid und anschließend 10 cm3 (8,0 g)'Acrylnitril zugegeben. Die Polymerisation wurde in einer inerten Atmosphäre und bei 500C durchgeführt. Nach 3 Stunden wurde die Reaktion durch Zusatz von 5 cm8 verdünnter Salzsäure zu der Reaktionsmischung abgebrochen. Das Polymerisat wurde durch Ausfällen in Methanol gewonnen. Das Polymerisat wurde dann mit verdünnter Salzsäure, Wasser und Methanol gewaschen und anschließend unter Vakuum getrocknet. Die berechnete Umwandlung betrug 95%, wobei ein Polymerisat mit einem Molekulargewicht von 65 000 und einer Dichte von 1,175 bei 25° C vorlag. Das Polymerisat war nicht verfärbt und hatte ein rein weißes Aussehen. Die chemische Analyse ergab die folgenden Ergebnisse in Gewichtsprozent: 66,64 Kohlenstoff, 5,60 Wasserstoff und 26,54 Stickstoff. Dies entspricht der berechneten Zusammensetzung von Polyacrylnitril in Gewichtsprozent, nämlich 67,88 Kohlenstoff, 5,70 Wasserstoff und 26,41 Stickstoff.formamide and then 10 cm 3 (8.0 g) 'of acrylonitrile were added. The polymerization was carried out in an inert atmosphere and at 50 0 C. After 3 hours, the reaction was terminated by adding 5 cm 8 of dilute hydrochloric acid to the reaction mixture. The polymer was obtained by precipitation in methanol. The polymer was then washed with dilute hydrochloric acid, water and methanol and then dried under vacuum. The calculated conversion was 95% with a polymer having a molecular weight of 65,000 and a density of 1.175 at 25 ° C. The polymer was not discolored and had a pure white appearance. Chemical analysis gave the following results in percent by weight: 66.64 carbon, 5.60 hydrogen and 26.54 nitrogen. This corresponds to the calculated composition of polyacrylonitrile in percent by weight, namely 67.88 carbon, 5.70 hydrogen and 26.41 nitrogen.

Zum Nachweis der Brauchbarkeit des erfindungsgemäß hergestellten Polyacrylnitrilprodukts für die Verformung wurden durchsichtige Tabletten von 3,175 mm Dicke geformt. Es zeigte sich, daß eine ausreichende Fließfähigkeit für die Bildung von Tabletten dadurch erhalten werden konnte, daß man das Polymerisat auf eine Temperatur bis zu 930C erhitzte. Dies steht in beachtlichem Gegensatz zu der bei gewöhnlichem Polyacrylnitril, das durch Katalyse mit freien Radikalen erhalten wurde, erforderlichen Temperatur von über 135° C.In order to demonstrate the usefulness of the polyacrylonitrile product prepared according to the invention for deformation, transparent tablets 3.175 mm thick were molded. It was found that a sufficient flowability for the formation of tablets could be obtained by reacting the polymer heated to a temperature up to 93 0 C. This is in marked contrast to the temperature of over 135 ° C required for ordinary polyacrylonitrile obtained by free radical catalysis.

Es wurden auch verschiedene Löslichkeitsbestimmungen an den Polymerisaten, hergestellt gemäß dem Verfahren der Erfindung, durchgeführt und mit solchen von Polyacrylnitril, das durch Katalyse mit freien Radikalen erhalten wurde, verglichen. Erfindungsgemäß hergestellte Polymerisate konnten in Propylencarbonat bei Temperaturen im Bereich von 35 bis 6O0C in einer sehr verdünnten Lösung, d.h. weniger als l°/0 Konzentration des Polymerisats, gelöst werden. Demgegenüber waren Temperaturen von 125 bis 13O0C im Fall von durch radikalische Polymerisation hergestelltem Polyacrylnitril unter denselben Bedingungen erforderlich.Various solubility determinations were also made on the polymers prepared according to the process of the invention and compared with those of polyacrylonitrile obtained by free radical catalysis. Polymers produced according to the invention could in propylene carbonate at temperatures ranging from 35 to 6O 0 C in a very dilute solution, ie less than l ° / 0 concentration of the polymer can be solved. In contrast, were a temperature of 125 to 13O 0 C in the case of prepared by free radical polymerization under the same conditions polyacrylonitrile required.

Ferner wurde festgestellt, daß die Polymerisate gemäß dem Verfahren der Erfindung aus einer 50°/0igen Lösung von Bernsteinsäurenitril bei 500C nipht kristallisierten, wohingegen gebräuchliches Polyacrylnitril bei 700C aus einer sehr verdünnten Lösung des gleichen Lösungsmittels kristallisierten.It was also found that the polymers according to the method of the invention from a 50 ° / 0 solution of succinonitrile at 50 0 C nipht crystallized, whereas in use polyacrylonitrile at 70 0 C from a very dilute solution of the same solvent crystallized.

Bei Prüfung der Löslichkeit in Aceton zeigte es sich, daß die erfindungsgemäß hergestellten Polymerisate darin unlöslich waren.When the solubility in acetone was tested, it was found that the polymers prepared according to the invention were insoluble in it.

Die aufgezeigten Unterschiede in den physikalischen Eigenschaften zwischen den Acrylnitrilpolymerisaten, hergestellt nach dem Verfahren der Erfindung, und dem durch das Polymerisationsverfahren mit freien Radikalen hergestellten Polyacrylnitril wurde auf Unterschiede in ihren molekularen Konfigurationen oder ihrer Struktur zurückgeführt. Um dies zu klären, wurden Röntgenstrahlanalysen an den beiden Polymerisaten durchgeführt, wobei zunächst ebene Abbildungs- oder Plattenbeugungsdiagramme der Polymerisate mit durch Ni filtrierte CuK-Röntgenstrahlen aufgenommen wurden. Diese Diagramme wurden dann mikrophotometrisch entlang dem Durchmesser der Ringe ausgemessen.The differences shown in the physical properties between the acrylonitrile polymers, made by the process of the invention and that by the polymerization process Free radical-made polyacrylonitrile was based on differences in their molecular configurations or their structure. To clarify this, X-ray analyzes were carried out the two polymers carried out, initially flat imaging or plate diffraction diagrams of the polymers were recorded with CuK X-rays filtered through Ni. These Plots were then microphotometrically measured along the diameter of the rings.

Es wird auf die Zeichnung Bezug genommen, welche in graphischer Darstellung die Röntgenbeugungsdiagramme der beiden Polymerisate zusammen aufgetragen zeigt. Es wird bemerkt, daß die mit A bezeichnete Kurve das mit einem durch Polymerisation mit freien Radikalen erhaltene Polyacrylnitril gewonnene Diagramme darstellt. Die mit B bezeichnete Kurve stellt das Diagramm eines Polymerisats dar, das durch die erfindungsgemäße Polymerisation hergestellt wurde. Diese Kurven oder Diagramme werden erhalten, indem man die relative Intensität (der Bruchteil an Licht, welches durch das photographische Negativ des Röntgenbeugungsdiagramms absorbiert wird) gegen den radialen Abstand vom Mittelpunkt des Beugungsdiagramms (d. h. der Abstand in Millimeter von der primären Röntgenstrahlung) aufträgt. Es ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäß hergestellte Polymerisat (B) eine beachtlich stärker diffuse oder streuende Konfiguration oder Struktur als diejenige des Polyacrylnitrile (A) besitzt. Dies wird durch die Schärfe der Reflexion (Ausdruck im Braggschen Sinn angewendet) in der (0,2,0)-Ebene und dem Auftreten der Reflexion in der (2,0,0)-Ebene zum Ausdruck gebracht. Diese Unterschiede weisen auf eine beachtlich größere Seitenordnung im Polymerisat (A), d. h. dem durch Polymerisation mit freiem Radikal erhaltenen Polymerisat, hin.Reference is made to the drawing, which graphically shows the X-ray diffraction diagrams of the two polymers plotted together. It is noted that the curve labeled A represents the graph obtained with a polyacrylonitrile obtained by free radical polymerization. The curve labeled B represents the diagram of a polymer which was produced by the polymerization according to the invention. These curves or graphs are obtained by plotting the relative intensity (the fraction of light absorbed by the photographic negative of the X-ray diffraction pattern) versus the radial distance from the center of the diffraction pattern (i.e. the distance in millimeters from the primary X-ray radiation). It can be seen that the polymer (B) prepared according to the invention has a considerably more diffuse or scattering configuration or structure than that of the polyacrylonitrile (A). This is expressed by the sharpness of the reflection (expression used in the Braggian sense) in the (0,2,0) plane and the occurrence of the reflection in the (2,0,0) plane. These differences indicate a considerably larger lateral order in the polymer (A), ie the polymer obtained by free radical polymerization.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von Polyacrylnitril durch Lösungspolymerisation von monomerem Acrylnitril in einem gegenüber dem Monomeren inerten Medium bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis 100° C in Gegenwart einer katalytischen Menge einer komplexen, durch Umsetzung von Aluminiumalkyl mit einer Metallverbindung in einem aromatischen Kohlenwasserstoff als Lösungsmittel und in inerter Atmosphäre erhaltenen Aluminiumalkylverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polymerisation in Gegenwart einer komplexen Aluminiumalkylverbindung ausführt, die durch Umsetzung eines Aluminiumtrialkyls (A) mit einer Verbindung (B) der allgemeinen Formel MOR, in der M ein Alkali- oder Erdalkalimetall und R einen niederen Alkylrest oder ein Wasserstoffatom bedeuten, in molaren Verhältnissen von A:B von 0,5:3 bis 3:0,5 und unter Kristallisieren, Isolieren und Reinigen des Reaktionsproduktes erhalten worden ist.1. Process for the preparation of polyacrylonitrile by solution polymerization of monomeric Acrylonitrile in a medium inert to the monomer at a temperature in the range from 0 to 100 ° C in the presence of a catalytic amount of a complex, by reaction of Aluminum alkyl with a metal compound in an aromatic hydrocarbon as a solvent and aluminum alkyl compound obtained in an inert atmosphere, characterized in that that the polymerization in the presence of a complex aluminum alkyl compound executes, which by reacting an aluminum trialkyl (A) with a compound (B) of the general formula MOR, in which M is an alkali or alkaline earth metal and R is a lower one Mean alkyl radical or a hydrogen atom, in molar ratios of A: B from 0.5: 3 to 3: 0.5 and crystallizing, isolating and purifying the reaction product is. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polymerisation in Gegenwart einer komplexen Aluminiumalkylverbindung ausführt, die durch Umsetzung von Aluminiumtriäthyl mit einem Alkalialkoxyd in Benzol erhalten worden ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the polymerization is carried out in the presence executes a complex aluminum alkyl compound, which by reaction of aluminum triethyl with an alkali alkoxide in benzene. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 068 895.
Considered publications:
German interpretative document No. 1 068 895.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 609 659/413 8.66 © Bundesdruckerei Berlin609 659/413 8.66 © Bundesdruckerei Berlin
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1068895B (en) * 1956-10-04 1959-11-12 Montecatini Soc. Gen. per 1'Industria Mineraria e Chimica, Mailand (Italien) Process for the polymerization of acrylonitrile

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1068895B (en) * 1956-10-04 1959-11-12 Montecatini Soc. Gen. per 1'Industria Mineraria e Chimica, Mailand (Italien) Process for the polymerization of acrylonitrile

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NL125683C (en) 1968-12-16
GB970000A (en) 1964-09-16
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DK105498C (en) 1966-10-03
CH436720A (en) 1967-05-31
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BR6245742D0 (en) 1973-01-09
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