[go: up one dir, main page]

DE19801101A1 - Verfahren zur Herstellung von statistischen Styrol-Butadien-Copolymeren - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von statistischen Styrol-Butadien-Copolymeren

Info

Publication number
DE19801101A1
DE19801101A1 DE1998101101 DE19801101A DE19801101A1 DE 19801101 A1 DE19801101 A1 DE 19801101A1 DE 1998101101 DE1998101101 DE 1998101101 DE 19801101 A DE19801101 A DE 19801101A DE 19801101 A1 DE19801101 A1 DE 19801101A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
monomer
monomers
psi
pbi
polymer chain
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.)
Withdrawn
Application number
DE1998101101
Other languages
English (en)
Inventor
Klaus-Dieter Dr Hungenberg
Wolfgang Dr Loth
Konrad Dr Knoll
Lutz Janko
Friedhelm Prof Dr Bandermann
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.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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 BASF SE filed Critical BASF SE
Priority to DE1998101101 priority Critical patent/DE19801101A1/de
Priority to AU26166/99A priority patent/AU2616699A/en
Priority to PCT/EP1999/000137 priority patent/WO1999036451A1/de
Publication of DE19801101A1 publication Critical patent/DE19801101A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F212/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F212/02Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F212/04Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F212/06Hydrocarbons
    • C08F212/08Styrene
    • 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
    • C08F236/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
    • C08F236/02Copolymers 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
    • C08F236/04Copolymers 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
    • C08F236/10Copolymers 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 with vinyl-aromatic monomers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von stati­ stischen Copolymeren aus anionisch polymerisierbaren Monomeren S und B durch anionische Polymerisation mit einem Polymerisationsi­ nitiator I, sowie die dadurch erhältlichen Copolymeren.
Die anionische Polymerisation von vinylaromatischen Monomeren wie Styrol und Dienen wie Butadien liefert in der Regel Block­ copolymere. Dies liegt an den unterschiedlichen relativen Polyme­ risationsgeschwindigkeiten der verwendeten Monomeren.
Häufig sind jedoch statistische Copolymere oder Blockcopolymere mit statistischen Copolymerblöcken aus vinylaromatischen Monome­ ren und Dienen aufgrund ihrer von den Blockcopolymeren unter schiedlichen Eigenschaften, wie Glastemperatur und mechanischem Verhalten gewünscht.
Durch Zugabe von polaren Lösungsmitteln wie Ethern gelingt es, die Copolymerisationsparameter und Polymerisationsgeschwindigkei­ ten so zu beeinflussen, daß Copolymere mit statistischer Ver­ teilung der Comonomereinheiten entlang der Polymerkette erhalten werden können. Die Menge an polaren Lösungsmitteln, die hierfür nötig ist, führt jedoch in der Regel zu Copolymeren mit deutlich höherem Vinylgehalt.
Es wurden daher verschiedene Verfahren mit unterschiedlichen Do­ sierungen der Monomeren vorgeschlagen, bei denen der statistische Monomereinbau über die jeweiligen Konzentrationsverhältnisse wäh­ rend der Reaktion bewirkt wird. Die GB-A 903 331 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von statistischen Styrol-Butadien-Copo­ lymeren mit niedrigem Vinylgehalt, bei dem die Comonomeren der Polymerisationslösung so langsam zugegeben werden, daß unter den jeweiligen Polymeristionsbedingungen vollständige Umsetzung der Comonomeren während der Zugabe erfolgt. Die Raumzeitausbeute ist bei diesem Verfahren jedoch niedrig.
Nach dem Verfahren nach DE-A 21 17 995 werden die Comonomeren mit konstanter Geschwindigkeit zudosiert, wobei das vorgewählte Monomerenverhältnis des Zulaufs verschieden vom Monomerenver­ hältnis der Vorlage ist. Auf diese Weise soll es möglich sein, die Konzentration von jedem Monomer während der Reaktion konstant zu halten.
Die GB-A 994 726 lehrt ein Verfahren, bei dem die Gesamtmenge des vinylaromatischen Monomeren und der für die gewünschte Copolymer- Zusammensetzung notwendige Anteil an Dienmonomer vorgelegt wird. Das schneller polymerisierende Butadien wird so zudosiert, daß das anfänglich gewählte Monomerverhältnis während der Polymeri­ sation konstant gehalten wird. Das Verfahren setzt eine kontinu­ ierliche oder zumindest regelmäßige Probennahme und Analyse zur Bestimmung der jeweiligen Styrolkonzentration voraus.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von statistischen Copolymeren aus Monomeren S und B bereitzustellen. Insbesondere sollte das Verfahren zur Herstellung statistischer Styrol-Buta­ dien-Copolymeren mit niedrigem Vinylgehalt geeignet sein und auf eine aufwendige Prozeßanalytik verzichtet werden können.
Demgemäß wurde ein Verfahren zur Herstellung von statistischen Copolymeren aus anionisch polymerisierbaren Monomeren S und B durch anionische Polymerisation mit einem Polymerisationsinitia­ tor I gefunden, wobei man
  • a) eine Mischung, enthaltend die Monomeren S und B in den An­ fangskonzentrationen [S]0 und [B]0 herstellt, wobei sich die Konzentration [B]0 des Monomeren B in der Mischung nach Glei­ chung 1 berechnet:
    mit
    s gewünschter Anteil der Monomeren S im Copolymeren in Molprozent,
    b gewünschter Anteil der Monomeren B im Copolymeren in Molprozent,
    kBB Reaktionsgeschwindigkeitskonstante der Anlagerung eines Monomeren B an die wachsende Polymerkette PBI mit einem Monomeren B als zuletzt angelagertem Monomer,
    kSS Reaktionsgeschwindigkeitskonstante der Anlagerung eines Monomeren S an die wachsende Polymerkette PSI mit einem Monomeren S als zuletzt angelagertem Monomer,
    kSB Reaktionsgeschwindigkeitskonstante der Anlagerung eines Monomeren B an die wachsende Polymerkette PSI mit einem Monomeren S als zuletzt angelagertem Monomer,
    kBS Reaktionsgeschwindigkeitskonstante der Anlagerung eines Monomeren S an die wachsende Polymerkette PBI mit einem Monomeren B als zuletzt angelagertem Monomer,
    b) die Copolymerisation initiiert durch in Kontaktbringen der Mischung aus a) mit dem Polymerisationsinitator I oder einer wachsenden Polymerkette PBI oder PSI,
    c) und während der Copolymerisation die verbleibende Menge des Monomeren B mit der Zulaufgeschwindigkeit rz zudosiert, wobei sich die Zulaufgeschwindigkeit rz zur Zeit t durch iteratives Lösen der Differentialgleichungen (2) bis (6)
    mit
    V Volumen der Polymerisationsmischung zum jeweiligen Zeitpunkt und
    [B]z Konzentration des Monomeren B im Zulauf
    ρs, ρB Dichte des Monomeren S und B
    ρp Dichte des Copolymeren
    Ms, MB Molmasse der Monomeren S und B
    S, B Stoffmenge der Monomeren S und B
    unter der Bedingung (7)
    ergibt.
Unter dem Begriff statistische Copolymere werden Copolymere oder Copolymerblöcke verstanden, bei denen die Comonomeren ent­ sprechend ihrem relativen Anteil in Molprozent in weitgehend sta­ tistischer Abfolge in das Polymer eingebaut sind.
Das Verfahren kann auf alle anionisch polymerisierbaren Monome­ ren, bevorzugt solche mit einer Vinylgruppe, wie Vinylaromaten, Diene, Acrylate, Methacrylate, Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylamide und Methacrylamide angewendet werden.
Das Verfahren eignet sich besonders zur Copolymeristion von Mono­ meren S und B, die in der Mischung dazu neigen Homopolymere bzw. Homopolymerblöcke zu bilden, d. h. bei denen eines der Monomeren in der Mischung deutlich langsamer abreagiert. Als Monomer S wird das Monomer bezeichnet, welches in der Mischung langsamer abre­ agiert.
Bevorzugt werden vinylaromatische Monomere als Monomere S und Diene als Monomere B eingesetzt.
Als vinylaromatische Monomere können Styrol und dessen in α-Stel­ lung oder am aromatischen Ring mit 1 bis 4 C-Atomen substituierte Derivate, beispielsweise α-Methylstyrol, p-Methylstyrol, Ethyl­ styrol, tert.-Butylstyrol, Vinyltoluol eingesetzt werden. Beson­ ders bevorzugt wird Styrol verwendet werden.
Als Diene eignen sich grundsätzlich alle Diene, bevorzugt werden jedoch solche mit konjugierten Doppelbindungen wie 1,3-Butadien, Isopren, 2,3-Dimethylbutadien, 1,3-Pentadien, 1,3-Hexadiene, Phenylbutadien, Piperylen oder deren Mischungen verwendet. Beson­ ders bevorzugt wird 1,3-Butadien eingesetzt.
Als Polymerisationsinitiator I können alle üblichen Initiatoren eingesetzt werden, die die anionische Polymerisation auslösen können. In der Regel eignen sich hierfür metallorganische Verbindungen, bevorzugt Alkalimetallalkyle oder -aryle. Zweck­ mäßigerweise werden lithiumorganische Verbindungen eingesetzt wie Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, sec-Butyl-, tert.-Butyl-, Phenyl-, Diphenylhexyl-, Hexamethylendi-, Butadienyl-, Isoprenyl- oder. Bevorzugt wird Butyllithium, Polystyryllithium PSLi oder 1,1-Diphenylhexyllithium verwendet, das leicht aus der Umsetzung von 1,1-Diphenylethylen mit n- oder sec.-Butyllithium erhältlich ist. Die benötigte Initiatormenge ergibt sich aus dem gewünschten Molekulargewicht und liegt in der Regel im Bereich von 0,002 bis 5 Molprozent bezogen auf die zu polymerisierende Monomermenge.
Als Lösungsmittel eignen sich gegenüber dem Polymerisationsinita­ tor inerte Lösungsmittel. Zweckmäßigerweise verwendet man aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Kohlenwasser­ stoffe mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen wie Pentan, Hexan, Heptan, Cyclohexan, Methylcyclohexan, Iso-Oktan, Benzol, Alkylbenzole wie Toluol, Xylol, Ethylbenzol oder Dekalin oder geeignete Gemische.
Die Ausgangskonzentration [S]0 des Monomeren S in der Vorlage be­ trägt im allgemeinen 2 bis 40, bevorzugt 5 bis 25 Gewichts­ prozent. Die Ausgangskonzentration [B]0 des Monomeren B ergibt sich aus der gewünschten Copolymerzusammensetzung und den Reakti­ onsgeschwindigkeitskonstanten nach Gleichung (1).
Bevorzugt wird das Monomere B im Zulauf lösungsmittelfrei zugege­ ben. Es kann aber auch in einem geeigneten Lösungsmittel zugege­ ben werden. Bevorzugt wird das gleiche Lösungsmittel verwendet, in dem die Polymerisation durchgeführt wird. Hierdurch läßt sich z. B. eine bessere Dosiergenauigkeit erreichen.
Temperatur und Druck sind für die Durchführung des Verfahrens un­ kritisch. In der Regel wird bei einem Druck im Bereich von 1 bis 20 bar und einer Temperatur von 20°C bis 130°C, bevorzugt 60°C bis 100°C polymerisiert.
Falls in dem erfindungsgemäßen Verfahren als Polymerisationsini­ tiator nicht ein wachstumsfähiges Polymer PSI, z. B. Polystyryl­ lithium direkt eingesetzt wird, ergeben sich für den ersten Iterationsschritt die wachsende Polymerketten PSI nach Gleichung (13) bzw. PBI nach Gleichung (14):
PBI(0)=Initiator(0)-PSI(0) (14)
Die Lösung der Differentialgleichungen (2) bis (6) mit der Bedin­ gung (7) sind dem Fachmann bekannt. Für die näherungsweise Lösung des Gleichungssystems (2) bis (7) hat sich beispielsweise folgen­ des Vorgehen als geeignet erwiesen, für das auch Programme auf gängigen Personal Computern verfügbar sind:
Für Zeitinkremente Δt, die klein gegenüber der gesamten Zulauf­ zeit des Monomeren B sind, kann zur Lösung der Differentialglei­ chungen (2) bis (6) näherungsweise die Zulaufgeschwindigkeit rz = 0 einsetzt werden. Als Ergebnis erhält man die Menge der Monome­ ren St + Δt und Bt + Δt und der wachsenden Polymerketten PSIt+Δt und PBIt+Δt sowie das momentane Volumen Vt+Δt der Polymerisati­ onsmischung zum Zeitpunkt t + Δt. Während diesem Zeitinkrement Δt verarmt die Polymerisationslösung an dem schneller einpolymeri­ sierenden Monomer B, so daß das Verhältnis der Monomeren B zu Mo­ nomeren S zum Zeitpunkt t + Δt nicht mehr dem Ausgangsverhältnis [B]0/[S]0 nach Gleichung (1) entspricht. Man berechnet nun nach Gleichung (15) die Menge an Monomer Bz in Mol, die notwendig ist um das Ausgangsverhältnis [B]0/[S]0 nach Gleichung (1) wieder her­ zustellen
Bz = St+Δt.B0/S0-Bt+Δt (15).
Aus dieser Menge an Monomer Bz in Mol sowie der Konzentration [B]z im Zulauf läßt sich die Zulaufgeschwindigkeit rz berechnen, um vor dem nächsten Zeitinkrement Δt wieder das Sollverhältnis [B]0/[S]0 einzustellen.
Dieses Verfahren wird iterativ sooft wiederholt, wie der vorgese­ hen Menge Monomer B aus dem Zulauf entspricht. Man erhält auf diese Weise eine treppenförmige Funktion der Zulaufgeschwindig­ keit rz über die Zeit. Die Zeitinkremente Δt können konstant oder variabel gewählt werden. Die erhaltenen Werte der Zulaufgeschwin­ digkeiten zu verschiedenen Zeiten können auch nach bekannten ma­ thematischen Verfahren geglättet und durch stetige Funktionen, beispielsweise der Form rz = b.mt angenähert werden. Auf diese Weise lassen sich einfache Funktionen für die Steuerung des Zu­ laufes wählen.
Gegen Ende des Zulaufes der Monomeren B nimmt die Zulauf­ geschwindigkeit rz ab. Es hat sich daher als vorteilhaft erwiesen, nach Polymerisation von 90%, vorzugsweise 95%, insbesondere 98% der gesamten zu polymerisierenden Menge an Monomer B, die ver­ bleibende Menge im Zulauf auf einmal oder mit konstanter Zulauf­ geschwindigkeit zuzugeben. Dadurch kann die Polymerisationszeit abgekürzt werden, ohne die Polymerzusammensetzung wesentlich zu beeinflussen.
Zur Erzielung eines idealen statistischen Einbaus der Comonomeren in das Polymer wird die nach einem der oben beschriebenen Verfah­ ren ermittelte Zulaufgeschwindigkeit rz möglichst exakt eingehal­ ten. Insbesondere bei technischen Apparaturen ist die Dosier­ genauigkeit jedoch begrenzt. In der Regel erhält man jedoch Copolymere mit den gewünschten Eigenschaften, wenn die Abweichung zu höheren oder niedrigeren Zulaufgeschwindigkeiten nach jeder Seite weniger als 10%, bevorzugt weniger als 5%, insbesondere we­ niger als 2% von der zum jeweiligen Zeitpunkt ermittelten Zulauf­ geschwindigkeit rz beträgt.
Die Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten kBB, kSS, kSB und kBS werden für das jeweilige Polymerisationssystem, das heißt für die jewei­ lige Kombination von Monomeren, Lösungsmittel und gegebenenfalls Zusätze wie Lewisbasen, experimentell mit ihrer Temperatur­ abhängigkeit ermittelt.
Für das System Styrol, 1,3-Butadien und Cyclohexan ergeben sich beispielsweise die temperaturabhängigen Reaktionsgeschwindig­ keitskonstanten nach den Gleichungen (8) bis (11):
Nach Einsetzen der Molmassen und Dichten für Styrol, Butadien und der Dichte des statistischen Styrol/Butadien-Copolymeren in Glei­ chung (6) ergibt sich die Gleichung (6a):
-dV/dt = -rz-0,020 ds/dt-0,029 dB/dt (6a).
Näherungsweise kann man die Zulaufgeschwindigkeit rz durch eine Exponentialgleichung der Formel (12)
rz = Vges.c1.exp(-c2.t) (12)
mit
Vges Gesamtvolumen aus Vorlage und Zulauf
c1, c2 Näherungsparameter
t Zeit ab Beginn des Zulaufs von Monomer B
beschreiben.
Die Näherungsparameter c1 und c2 sind abhängig von der Temperatur T und Konzentration der Polymerisationslösung sowie dem gewünsch­ ten Molekulargewicht Mn und dem gewünschten Molverhältnis s/b der Monomeren S und B des Copolymeren. Sie lassen sich beispielsweise durch übliche Regressionsverfahren an experimentelle Daten anpas­ sen.
Für die Herstellung von statistischen Styrol-Butadien-Copolymeren in Cyclohexan als Lösungsmittel können z. B. die Parameter c1 und c2 aus der Tabelle 1 eingesetzt werden. Sie gelten für den Temperaturbereich 313 K bis 393 K und 30 bis 70 Gewichtsprozent bei einem Molekulargewicht von 25000 bis 100000 g/mol und einem Styrolgehalt von 30 bis 70 Gewichtsprozent bezogen auf das Copolymer.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können auch Blockcopolymere die einen statistischen Copolymerblock S/B enthalten, herstellt werden. Dies kann durch die bekannten Verfahren wie sequentielle anionische Polymerisation oder durch mehrfunktionelle Initiatoren oder mit Kopplungsmittel erreicht werden.
Beispielsweise lassen sich Dreiblockcopolymeren S-S/B-S mit einem statistischen Copolymerblock S/B und zwei Blöcken aus im wesent­ lichen vinylaromatischen Monomeren S durch sequentielle anio­ nische Polymerisation herstellen. Hierzu polymerisiert man zuerst einen Polymerblock PSI aus vinylaromatischen Monomeren S und schließt einen statistischen Copolymerblock S/B nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch Zugabe einer Teilmenge des Mo­ nomeren B entsprechend Gleichung (1) und Zugabe weiteren Monomers B mit der wie oben beschrieben ermittelten Zugabegeschwindigkeit rz. Anschließend polymerisiert man den zweiten Block S an den Copolymerblock S/B durch Zugabe von weiterem vinylaromatischem Monomer S.
Nach beendetem Molekulargewichtsaufbau können die "lebenden" Po­ lymerenden gegebenenfalls mit üblichen Kettenabbruch- oder Kop­ plungsmitteln in Mengen, die sich gewöhnlich nach der eingesetz­ ten Initiatormenge richten, umgesetzt werden.
Als Kettenabbruchmittel eignen sich protonenaktive Substanzen oder Lewissäuren wie beispielsweise Wasser, Alkohole, aliphatische und aromatische Carbonsäuren sowie anorganische Säuren wie Kohlensäure oder Borsäure.
Zur Kopplung der Blockcopolymeren können bi- oder mehrfunktio­ nelle Verbindungen, beispielsweise Halogenide von aliphatischen Kohlenwasserstoffen, wie Dibrommethan, Bischlormethylbenzol oder Siliziumtetrachlorid, Dialkylsiliziumdichlorid, Alkylsilizium­ trichlorid oder Zinntetrachlorid, polyfunktionelle Aldehyde wie Therephtalsäuredialdehyd, Ketone, Ester, Anhydride oder Epoxide eingesetzt werden. Bevorzugt werden Carbonsäureester wie Essig­ säureethylester als Kopplungsmittel eingesetzt, wenn keine Lewis­ basen wie Tetrahydrofuran zugegen sind. In Gegenwart von Basen verwendet man bevorzugt Diepoxide wie 1,4-Butandioldiglycidyl­ ether oder epoxidierte Pflanzenöle wie epoxidiertes Leinsamenöl oder Sojabohnenöl.
Als ein die Polymerisationsparameter beeinflussender Zusatz (Ran­ domizer) können beispielsweise Lewisbasen, wie polare, aprotische Lösungsmittel oder kohlenwasserstofflösliche Metallsalze einge­ setzt werden. Als Lewisbasen können beispielsweise Dimethylether, Diethylenglykoldimethylether, Tetrahydrofuran, oder tertiärer Amine wie Pyridin und Tributylamin verwendet werden. Unter den kohlenwasserstofflöslichen Metallsalzen verwendet man bevorzugt Alkali- oder Erdalkalisalze primärer, sekundärer und tertiärer Alkohole, besonders bevorzugt die Kaliumsalze, wie Kaliumtetrahy­ drolinaloolat.
Durch den Zusatz eines Randomizer kann der statistische Monome­ reinbau auch bei Abweichungen von der idealen Zulaufgeschwindig­ keit rz sichergestellt werden. Auch die absolute Polymerisations­ geschwindigkeit kann auf diese Weise erhöht und somit höhere Raum-Zeitausbeuten ermöglicht werden.
Wenn auf einen niedrigen Vinylgehalt Wert gelegt wird, wird je­ doch kein Randomizer zugegeben oder die Konzentration so niedrig gehalten, daß der Vinylgehalt nicht wesentlich steigt. Die ideale Konzentration hängt von der Wahl des Randomizers ab. Bei Verwendung von Tetrahydrofuran als Randomizer, einem Kohlenwas­ serstoff wie Cyclohexan als Lösungsmittel und einer Lithiumorga­ nylverbindung als Initiator liegt die ideale Konzentration üblicherweise unterhalb 0,3 Volumenprozent bevorzugt unter 0,1 Vol.-%, besonders bevorzugt unterhalb 0,03 Vol.-%.
Bei Verwendung von Kaliumtetrahydrolinaloolat als Randomizer, einem Kohlenwasserstoff wie Cyclohexan als Lösungsmittel und einem Lithiumorganyl als Initiator wird zweckmäßigerweise ein Li­ thium/Kalium-Verhältnis von mindestens 25/1, bevorzugt mindestens 40/1 und besonders bevorzugt mindestens 60/1 gewählt.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, statistische Copolymere S/B aus Monomeren S, wie Styrol und Monomeren B wie Butadien auf einfache und reproduzierbare Weise ohne aufwendige Prozeßanalytik herzustellen. Das Verfahren kann schnell auf an­ dere Prozeßbedingungen, wie Temperatur oder auf andere Copolymer­ zusammensetzungen ohne zeitaufwendige Vorversuche übertragen wer­ den.
Beispiele Herstellung von statistischen Styrol-Butadien-Copolymeren Beispiele 1 bis 3
Cyclohexan, Styrol und Butadien wurden in den aus Tabelle 1 er­ sichtlichen Mengen V0 vorgelegt. Der Polymerisationsinitiator n- Butyllithium (BuLi) wurde bei 80°C zugegeben und gleichzeitig der Butadienzulauf gestartet. Die Zulaufgeschwindigkeit wurde bis zur angegebenen Endzeit (Tabelle 1) entsprechend den Kurven aus Fig. 1 eingestellt, anschließend wurde der verbleibende Rest mit 0,01 ml/s zudosiert. Die Copolymeren zeigen nur eine Glasstufe und der 1,2-Vinylgehalt liegt unter 8% (Tabelle 1).

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von statistischen Copolymeren aus anionisch polymerisierbaren Monomeren S und B durch anio­ nische Polymerisation mit einem Polymerisationsinitiator I, dadurch gekennzeichnet, daß man
  • a) eine Mischung, enthaltend die Monomeren S und B in den Anfangskonzentrationen [S]0 und [B]0 herstellt, wobei sich die Konzentration [B)0 des Monomeren B in der Mischung nach Gleichung 1 berechnet:
    mit
    s gewünschter Anteil der Monomeren S im Copolymeren in Molprozent,
    b gewünschter Anteil der Monomeren B im Copolymeren in Molprozent,
    kBB Reaktionsgeschwindigkeitskonstante der Anlagerung eines Monomeren B an die wachsende Polymerkette PBI mit einem Monomeren B als zuletzt angelagertem Monomer,
    kSS Reaktionsgeschwindigkeitskonstante der Anlagerung eines Monomeren S an die wachsende Polymerkette PSI mit einem Monomeren S als zuletzt angelagertem Monomer,
    kSB Reaktionsgeschwindigkeitskonstante der Anlagerung eines Monomeren B an die wachsende Polymerkette PSI mit einem Monomeren S als zuletzt angelagertem Monomer,
    kBS Reaktionsgeschwindigkeitskonstante der Anlagerung eines Monomeren S an die wachsende Polymerkette PBI mit einem Monomeren B als zuletzt angelagertem Monomer,
  • b) die Copolymerisation initiiert durch in Kontaktbringen der Mischung aus a) mit dem Polymerisationsinitiator I oder einer wachsenden Polymerkette PBI oder PSI,
  • c) und während der Copolymerisation die verbleibende Menge des Monomeren B mit der Zulaufgeschwindigkeit rz zudosiert, wobei sich die Zulaufgeschwindigkeit rz zur Zeit t durch iteratives Lösen der Differentialgleichungen (2) bis (6)
    mit
    V Volumen der Polymerisationsmischung zum jeweiligen Zeitpunkt und
    [B]z Konzentration des Monomeren B im Zulauf
    ρs, ρB Dichte des Monomeren S und B
    ρP Dichte des Copolymeren
    Ms, MB Molmasse der Monomeren S und B
    S, B Stoffmenge der Monomeren S und B
    unter der Bedingung (7)
    ergibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Monomer S Styrol und als Monomer B Butadien in Cyclohexan als Lösungsmittel verwendet und die Reaktionsgeschwindig­ keitskonstanten einsetzt, die sich nach den Gleichungen (8) bis (11)
für die Reaktionstemperatur T ergeben.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß man die Zulaufgeschwindigkeit rz durch eine Exponen­ tialgleichung der Formel (12)
rz= Vges.c1.exp(-c2.t) (12)
mit
Vges Gesamtvolumen aus Vorlage und Zulauf
c1, c2 Näherungsparameter
t Zeit ab Beginn des Zulaufs von Monomer B annähert.
4. Verfahren zur Herstellung von Blockcopolymeren mit einem sta­ tistischen Copolymerblock S/B, dadurch gekennzeichnet, daß man den Copolymerblock S/B nach einem Verfahren gemäß den An­ sprüchen 1 bis 3 herstellt.
5. Verfahren zur Herstellung von Dreiblockcopolymeren S-S/B-S mit einem statistischen Copolymerblock S/B und zwei Blöcken aus im wesentlichen vinylaromatischen Monomeren S, dadurch gekennzeichnet, daß man
  • a) einen Polymerblock PSI durch anionische Polymerisation von vinylaromatischen Monomeren S herstellt,
  • b) einen statistischen Copolymerblock S/B nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 anpolymerisiert
  • c) und durch Zugabe von weiterem vinylaromatischen Monomeren S den zweiten Block S an den Copolymerblock S/B polymerisiert.
6. Copolymere, erhältlich nach dem Verfahren gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 5.
7. Verwendung der Copolymeren nach Anspruch 6 zur Herstellung von Fasern, Folien und Formkörpern.
DE1998101101 1998-01-15 1998-01-15 Verfahren zur Herstellung von statistischen Styrol-Butadien-Copolymeren Withdrawn DE19801101A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998101101 DE19801101A1 (de) 1998-01-15 1998-01-15 Verfahren zur Herstellung von statistischen Styrol-Butadien-Copolymeren
AU26166/99A AU2616699A (en) 1998-01-15 1999-01-12 Method for producing statistical styrene-butadiene-copolymers
PCT/EP1999/000137 WO1999036451A1 (de) 1998-01-15 1999-01-12 Verfahren zur herstellung von statistischen styrol-butadien-copolymeren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998101101 DE19801101A1 (de) 1998-01-15 1998-01-15 Verfahren zur Herstellung von statistischen Styrol-Butadien-Copolymeren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19801101A1 true DE19801101A1 (de) 1999-07-22

Family

ID=7854559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1998101101 Withdrawn DE19801101A1 (de) 1998-01-15 1998-01-15 Verfahren zur Herstellung von statistischen Styrol-Butadien-Copolymeren

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2616699A (de)
DE (1) DE19801101A1 (de)
WO (1) WO1999036451A1 (de)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3094512A (en) * 1959-12-31 1963-06-18 Phillips Petroleum Co Process for the preparation of low vinyl low trans content random copolymer
BE634869A (de) * 1962-07-13
NL145567B (nl) * 1970-04-16 1975-04-15 Shell Int Research Werkwijze voor de niet-continue copolymerisatie van geconjugeerde dienen met ten hoogste 5 c-atomen en vinylaromatische verbindingen.
US4396741A (en) * 1982-03-30 1983-08-02 Shell Oil Company Photometer-controlled anionic polymerization
ZA865707B (en) * 1985-09-03 1987-03-25 Firestone Tire & Rubber Co Oligomeric oxolanyl alkanes as randomizers for copolymerization
US5795944A (en) * 1996-03-18 1998-08-18 Shell Oil Company Programmed addition of heavy ethers for microstructure control of diene polymers

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999036451A1 (de) 1999-07-22
AU2616699A (en) 1999-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69225182T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Polymeren und Copolymeren mit kontinuierlich sich ändernder Zusammensetzung und dadurch erzeugte Produkte
DE69410730T2 (de) Kontinuierliches Verfahren zur in situ anionischen Dispersionspolymerisation
EP0046862B1 (de) Verfahren zur Herstellung von verzweigten Blockcopolymerisaten und Verwendung derselben
DE69119440T2 (de) Härtbares flüssiges Copolymer
DE3785423T2 (de) Verfahren zur herstellung von durchsichtigen blockkopolymeren.
DE69312737T2 (de) Verfahren zur herstellung von polydimethylblockcopolymeren
DE69205714T2 (de) Oxolanyl cyclische Acetale als Modifizierungsmittel bei der anionischen Polymerisation.
DE3315016A1 (de) Verfahren zur anionischen polymerisation konjugierter 1.3-diene
DE69304355T2 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von SBR-Copolymeren mit zyklisch sich ändernder Zusammensetzung
DE69628020T2 (de) Thermoplastische elastomere blockcopolymere und verfahren zu ihrer herstellung
DE69701296T2 (de) Verfahren zur Polymerisation von Konjugierten Dienen
DE3882098T2 (de) Funktionalisierte Polymere und Verfahren zu deren Herstellung.
DE2558139A1 (de) Kontinuierliche verfahren zur loesungspolymerisation oder -copolymerisation eines oder mehrerer konjugierter diene, gegebenenfalls zusammen mit einer oder mehreren vinylaromatischen verbindungen
DE60128010T2 (de) Verfahren zur Herstellung von gekoppelten Polymeren
DE2004282A1 (de) Multifunktionelle Polymerisations-Initiatoren aus Polyvinylsilanen oder PoIyvinylphosphinen und Organolithiumverbindungen
DE69625612T2 (de) Multifunktioneller organischer alkalimetallinitiator und seine synthese, anionisch polymerisierte sternförmige polymere und ihre herstellung
DE1645332C3 (de) Verfahren zur Herstellung von polymeren Massen durch Kuppeln
DE19806785A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Blockcopolymeren durch retardierten anionischen Polymerisation
DE4315300A1 (de) Elastomer zur Verwendung bei der Herstellung von Compounds für Reifenlaufflächen
DE69509443T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Blockcopolymeren unter Verwendung von difunktionellen anionischen Polymerisationsinitiatoren
DE1300239B (de) Verfahren zur Herstellung eines kautschukartigen Mischpolymerisats
DE69517290T2 (de) Verfahren zur Herstellung vielverzweigter asymmetrischer Sternblockcopolymeren
DE19801101A1 (de) Verfahren zur Herstellung von statistischen Styrol-Butadien-Copolymeren
DE19806772A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Initiatorzusammensetzung zur retardierten anionischen Polymerisation
DE10242942A1 (de) Hochverzweigte Dien-Polymere

Legal Events

Date Code Title Description
8130 Withdrawal