162060. lajstromszámú szabadalom • Polimerizációs eljárás naszcens poliolefin szálak előállítására

3 162060 4 cens állapetú Ziegler—Natta-féle poiiolefinek morfológiájával. Manley és munkatársai vizsgálták mind a lassú keveréssel kristályosított poliolefin „fibril"-ek, mind a keverés nélkül képzett poliolefin „fibril"-ek morfológiai tulajdonságait. Manley és munkatársai megállapították, hogy mindkét típusú „fibril"-rost tulajdonságai hasonlóak és egy központi szál körül lamellás alakú elágazásokat tartalmaznak, amely bizonyos értelemben hasonló az ún. „shish-kabob" szerkezethez, amelyet Pennings figyelt meg korábban a poliolefin oldatokból képzett ,,fibril"-ek szerkezetére vonatkozóan. Az ún. „shish-kabob" képződmények átmérője kb. 1,0 mikron alatt van. (Ld. R. St. John Manley, etal, Science, 1953, 539 (1966); Pennings, A. J. and A. M. Kiel, Kolloid-Z, u. Polymers 205, 160 (1965); Pennings, A. J., J. Polymer Sei, part C, 16 1799 [1967].) A legújabb irodalmi közlemények poliolefin „mikrorostok" képződésével foglalkoznak (Shell Research Labs., Ormston, Manchester, Angli,a). A mikrorostok ún. „oldható" vanadium katalizátor segítségével keverés nélkül állíthatók elő, amikor zselatinszerű termék képződik, ez mikroszkópos vizsgálat alapián r ükrorostokból álló szerkezetet mutat. A technika állása szerint tehát fibrilek, fibridek és mikrorostok előállítására olyan eljárások váltak ismeretessé, amelyek nem foglalkoznak poliolefin rostok közvetlen polimerizáció közbeni előállításával és amelyeknek sűrű (terjedelmes) szerkezete és mérete hasonló lenne a természetes rostokéhoz. A találmány szerinti eljárással a monomer olefin polimerizációja közben naszcens poliole^ fin rostok állíthatók elő, ha a polimerizációt viszonylag nagy reakciósebességgel az előállítandó olefin szempontjából megfelelő reakcióközegben egy koordinációs típusú katalizátor jelenlétében nyíróigénybevétel alatt végezzük. A „naszcens poliolefin rost" defináción olyan rostokat értünk, amelyek az olefin polimerizárciója közben képződnek, vagyis ez a rost-típus nem foglalja magában a polimerek olvadékos vagy oldószeres megfonásával előállított rostokat, a polimerek oldatából kicsapással előállított fibrideket, sőt a fibril-típusú rostokat sem, amelyek jóval kisebb méretűek. A „rost" definíció a jelen találmány szempontjából olyan polimer részecskéket jelent, amelynek hosszúság :átmérő aránya 1,0-nál nagyobb, szembeállítva ezzel a nem rostszerű vagy morzsalékos szerkezetű részecskéket, amelyeknek hosszúság:átmérő aránya 1,0. A csatolt 1. ábrán a jelen találmány szerinti eljárás gyakorlati kivitelezéséhez használható berendezést szemléltetünk. A 2—5. ábrák pedig sematikusan szemléltetik a találmány szerinti eljárással előállított poliolefin rostok szerkezetét. Mielőtt azonban ez eljárással, a felhasználandó anyagokkal és reakciókörülményekkel részletesebben foglalkoznánk, röviden ismertetünk egy olyan berendezés-típust, amellyel a találmány szerinti eljárás kivitelezhető. Az 1. ábrán vázolt berendezés a 10 reaktorból áll. A 5 10 reaktoron belül a 11 reaktoredény a 12 őrölt üvegből álló peremmel van körülvéve. A reaktor felső részén műgyantából álló 13 reaktorfedél van elhelyezve, amely a reaktort a külső környezettől elszigeteli. A reaktoredényen be-10 lül a 14 termoelem van elhelyezve. A 25 hűtőköpeny és a 11 reaktoredény fenekét a 15 tengely szeli át, amely a reaktoron kívül egy változtatható sebességgel működtethető 16 motorral, a reaktoron belül pedig a 17 keverő-15 lapáttal van ellátva. A 18 oldalelágazás áthatol a 13 fedélen, a reaktor belsejébe benyúlik és kívülről a 19 szérumsapkával van fedve, amelyen keresztül a katalizátor beadagolása injekciós fecskendő segítségével történhet. A mono-20 mer adagolására szolgáló és a 13 fedélen áthatoló 20 vezeték a 21 rotaméterrel van felszerelve a gázalakú monomer áramlási sebességének mérésére. Á monomer bevezetésére használt 20 vezeték a reaktor edényen belül, a ve-25 zeték végén zsugorított üvegből álló 24 végződéssel van ellátva, amellyel a gázalakú monomert a polimerizálandó oldószerben diszpergáljuk. A gázalakú monomer feleslegét 22 vezetéken keresztül távolítjuk el a reaktorból, ez a 30 vezeték is a 23 rotaméterrel van ellátva a távozó gázalakú monomer áramlási sebességének mérésére. A 26 visszafolyató hűtő a kondenzálható reakciókomponenseket a 11 reaktoredénybe vezeti vissza. Az 1. ábrán vázolt készülék 35 működését a kiviteli példákban közelebbről ismertetjük. A találmány szerinti eljárás során tetszés sze-40 rint, koordinációs, típusú katalizátor felhasználásával polimerizálható olefint alkalmazhatunk. Az előnyös olefinek közül a monoolefineket, mint az etilént és propilént említjük. A felhasználható olefinek közé tartoznak továbbá a 45 diolefinek, mint a butadién és izoprén, az icrolefinek, mint az 1-butén, 1-pentén, 1-dodecén és 4-metil-pentén-l, továbbá a ciklusos olefinek, mint a vinilciklohexán és az aril-olefinek, mint a sztirol. A fenti olefinekből rostszerű homo-50 polimerek képződnek, míg ha a felsorolt olefinek keverékét alkalmazzuk, akkor rostszerű kopolimerek és tömbkopolimerek állíthatók elő. Azt találtuk, hogy a találmány szernti poli-55 merizációs eljárásnál használt reakcióközegnek fontos szerepe van a poliolefinrostok képződése szempontjából. A felhasznált reakcióközeggel szemben támasztott követelmény az, hogy megfelelő tulajdonsággal rendelkezzen a polimeri-60 záció reakció közben előállítandó poliolefin szempontjából. A megfelelő, reakcióközegként felhasználható vegyületekre példaként az alábbiakat soroljuk fel: alifás szénhidrogének, mint hexán, ciklohexán, dekalin, heptán, tetralin, p-65 -xilol, klórozott oldószerek, toluol, izooktán, 2