195973. lajstromszámú szabadalom • Kationos eljárás szabályozott összetételű és mikroszerkezetű kopolimerek előállítására
3 195973 4 A találmány folyamatos kopolimerizációs eljárásra vonatkozik, amelynek során a megfelelő iniciátor alkalmazáséval és a reagensek adagolási sebességének szabályozáséval meghatározott összetételű és szerkezetű kopolimerek állíthatók elő. Élő polimerizációt és kopolimerizációt idáig csak anionos polimerizációs eljárással tudtak megvalósítani. Az élő (living) kifejezés arra utal, hogy a polimerizációban nincs lánczéródés, azaz a polimerizéció mindaddig megy, amig megfelelő monomer vagy monomerek vannak jelen a rendszerben. Kopolimerizéció esetében, természetesen a kopolimerizáció lefutása, valamint a kopolimer összetétele a monomerek reakcióképességétől (reakcióképességi hányadosától) függ. Élő karbokationos polimerizéció megvalósítására irányuló próbálkozások idáig sikertelennek bizonyultak. A kopolimerizációs folyamat erős függése a monomerek reakcióképesség! hányadosaitól nemcsak a kopolimerizáció szempontjából szóbajövó monomerek számát korlátozza, hanem egységes, homogén összetételű kopolimer előállítását is igen körülményessé vagy lehetetlenné teszi. [Block Copolymers, Allport, D. C. és Janes, W. H. (Editors), John Wiley and Sons, New York, 1973, 336-338. és 354-360. oldal). Ismeretessé vélt a Vysokomolekulyarnye Soedineniya 1, 1333-1341. közleményből, hogy sztirol és izobutilén ón(IV)klorid jelenlétében kopolimerizélható, azonban magában a cikkben szereplő mérési adatok azt mutatják, hogy a keletkezett termék mikroszerkezete távolról sem egységes. Sztirol-izobutilén kopolímert állítanak elő etil-alumíníum-klorid és terc.-butil-klorid jelenlétében a S. African 70 01,426(1970) irodalmi helyről megismerhető eljárással. Ez a kopolimerizáció ugyancsak hagyományos, nem egységes mikroszerkezetű terméket jelent. A találmány minden korábbi kopolimerizéciós eljárástól eltér abban, hogy lehetővé teszi egységes mikroszerkezetű, homogén összetételű kopolimerek előállítását, a reakciókörülmények gondos megválasztása, valamint a monomerek lassú, folyamatos adagolása révén. Az eljárás nagy előnye, hogy a kopolimerizáció teljes mértékben független a monomerek reakcióképességi hányadosától. A találmány további előnye, hogy az Így előállított kopolimer Összetétele is független a felhasznált monomerek reakcióképességi hányadosaitól, és így mindig monomer-elegy összetételével azonos összetételű kopolimer képződik. Találmányunk célja:- egységes mikroszerkezetű kopolimerek előállítására alkalmas eljárás létrehozása,- olyan kopolimerizációs eljárás megvalósítása, amely szerint előállított kopolimer öszszetétele független a monomerek reakcióképességi hányadosától,- homogén összetételű kopolimer előállítása,- olyan kopolimerizációs eljárás létrehozása, amely alapján előállított - és a fentiekben megjelölt tulajdonságú - kopolimer összetétele: a monomer-elegy összetételével megegyező,- olyan kopolimerizációs eljárás létrehozása, ahol a kopolimer molekulatömege a beadagolt monomerek mennyiségével szabályozható,- olyan kopolimerizációs eljárás megvalósítása, amely szerint előállított és a fenti tulajdonságokkal rendelkező kopolimer molekulatömeg-eloszlása szűk. Az eljárás segítségével olyan kopolimerek is előállithatóak tetszőleges összetételben, amelyeket eddig hagyományos kopolimerizációs eljárással nem lehetett előállítani, így például sikerült izobutilén/metil-vinil-éter kopolimereket előállítani az eljárással. Mivel az eljárás független az egyes monomerek reakcióképességi hányadosaitól, olyan monomerek is kopolimerizálhatók, amelyek reakcióképességi hányadosainak aránya 10-nél nagyobb. Mint ismeretes, hagyományos kopolimerizációs eljárással ilyen monomerekből tetszőleges összetételű kopolimer nem állítható elő, a reakciósebességek közötti nagy különbség miatt. Jelen eljárás alapján azonban, például 2,5-diklór-sztirol (ri=0,49) sztirollal (r2=15,97) tetszőleges összetételben kopolimerizálható. Eljárásunk segítségével adott fizikai tulajdonságú kopolimerek pontosan reprodukálható módon állíthatók elő. Ezen túlmenően különleges fizikai tulajdonságú kopolimerek is előállithatóak, mivel a termék összetétele és molekulatömege könnyen kézbentartható és szabályozható. A különböző összetételű kopolimerek számos területen alkalmazhatók. Például a sztirol/izobutilén kopolimer üvegszerű bevonatként alkalmazható a festék- és autóiparban. Az izobutilén/metil-vinil-éter kopolimer mint vízben duzzadó termék mezőgazdasági (műtrágya, növényvédőszer) és orvosi célra (retard hatású gyógyszerek) egyaránt alkalmas. Felhasználáséval a hatóanyag lassú kioldódása érhető el. Alkalmas a vízben lévő szerves szennyeződések eltávolítására is. Tehát környezetvédelmi jelentősége is van. Az IB/ccMeSt (izobutilén/cc-me'.il-sztirol) kopolimer dekoratív, áttetsző, rugalmas és ugyanakkor erős lapok formálására alkalmas. Fenti anyagok konvencionális berendezésekkel préselhetők, illetve fröcscsöiithetők. Az eljárás különösen hasznos olyan kopolimerek előállítására, ahol a szűk molekulatömeg-eloszlás követelmény. Az eljárás alapján olyan egyedi tulajdonságú kopolimerek is elöállithatók, amelyeket hagyományos kopolimerizációs módszerrel nem lehet előállítani. Mivel az eljárás alapján a kopolimer összetétele a monomerek reakcióképességétől független módon, egyszerűen szabályozható, ez5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
