148293. lajstromszámú szabadalom • Eljárás butadién polimerizálásra

Megjelent: 1961. június 30. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.293- SZÁM 39. c. OSZTÁLY — MO-401. ALAPSZÁM Eljárás buíadién polimerizálására Montecatini, societa generale per l'Industria Mine i aria e Chimica cég, Milano (Olaszország) ^Feltalálók: Natta Gitilio, Porri Lido, Pasquon Italo és Zambelli Adolfo milanói lakosok /,*. jg^.. -.-^ A

bejelentés napja: 1959. november 24. Olaszországi elsőbbsége: 1958. november 27. A jelen találmány lényegében cis-l,4-szerkezetű butadién-polimérek előállítására szolgáló eljárásra vonatkozik. Közelebbről megjelölve, a találmány tárgyát egy olyan tökéletesített eljárás képezi, amelynek segítségével meghatározott átlagos molekulasúlyú és a tényleges molekulasúlyértékekben csekély mértékű szórást mutató polimereket állíthatunk elő. Az irodalom már ismertet eljárásokat lényegében cis-l,4-polibutadiének előállítására; ezekben az eljárásokban a periódusos rendszer VIII. csoportjába tartozó fémeket és szerves fémvegyületeket tartalmazó oldható katalizátorok kerülnek alkalmazásra. Ezek a katalizátorok lehetővé teszik oly polimerek jó termelési hányaddal történő előállítását, amelyek — nagy részarányban tartalmazván cis-l,4-egységeket — 0 C° alatti hőmérsékleteken, sőt nyújtott állapotban magasabb hőmérsékleten is spontán kristályosodásra képesek; ennek következtében az ilyen polimerek esetében mellőzhető az alacsony hőmérsékleten történő frakcionálás, amelyet eddig feltétlenül szükségesnek tartottak kristályosodásra képes, cis-l,4-kötéseket tartalmazó butadién-polimérek előállítására. Az a tulajdonság, hogy ezek a polimerek nyújtás esetén már szobahőmérsékleten kristályosodásra képesek, továbbá a csekély terhelések esetén mutatott kis rugalmassági modulusz, a kis rugalmassági hiszterézis és a nagy szakítószilárdság ezeket a csaknem tiszta (95%-ot meghaladó) cis-1,4-polibutadiéneket oly szintetikus polimerekké teszi, amelyek tulajdonságaikban messzemenően hasonlítanak a természetes gumihoz, jóllehet ezek a polimerek nem az izoprénből levezethető származékok. Az ilyen polimerek valójában —. az igen alacsony hőmérsékleteken mutatott rugalmassági tulajdonságaik szempontjából — felül is múlják a természetes gumit. Ismeretes azonban a szakértő számára az is, hogy a vulkanizált, amorf polimerek elasztomer-tulajdonságai és szakítószilárdsága nem csupán a polimérlánc hajlékonyságától és a nyújtás esetén való kristályosodási képességtől függnek (mindkét tulajdonság nagymértékben megvan a cis-1,4--polibutadién esetében), hanem egyéb tulajdonságoktól, mind pl. az átlagos molekulasúlytól és különösen a tényleges molekulasúlyértékek szórási mértékétől is. A kis átlagos molekulasúlyú polimerek, valamint az olyan polimerek, amelyek nagy részarányban tartalmaznak kismolekulájú alkotórészeket, általában csekély szakítószilárdságot, nagymértékű viszkózus „máfezást" és viszonylag csekély visszapattanási rugalmasságot mutatnak. Másrészt azonban az igen nagy molekulasúlyú polimerek csak nehezen munkáihatók meg, nehezen keverhetők egyéb adalékokkal és gyenge adhéziót mutató keveréket képeznek. Az a tény, hogy a polimer molekulasúlya igen nagy, a könnyen lebontható anyagok, mint pl. a természetes gumi esetében nem okoz különösebb nehézségeket, minthogy a molekulasúly hőkezelés vagy mechanikai kezelés útján bármikor könnyen csökenthető. Az ilyen kezelés során részleges oxidáció következik be és ez a polimer-láncok fokozatos? felhasadását okozza; a láncok e felhasadása általában legnagyobb mértékben a leghosszabb láncok esetében követekzik be, ami az átlagos molekulasúly csökkenését eredményezi; ennek következtében az átlagos mjolekulasúlyt bizonyos határok között szabályozni lehet a termék feldolgozhatóságának javítása érdekében. Ezek a természetes gumi esetében jó hatású eljárások a cis-l,4-polibutadién esetében nem vezetnek ugyanilyen kielégítő eredményekhez, ha nem hosszabbítjuk meg igen nagymértékben az anyagnak a keverőgépben való tartózkodási idejét; ha azonban ezt tesszük, úgy a gép sokkal hoszszabb ideig történő igénybevétele és az ezzel járó jelentékeny energiaszükséglet erősen növeli a költségeket. Másrészt azonban, ha közvetlenül olyan átlagos molekulasúlyú polimereket akarunk előállítani, amelyek könnyen feldolgozhatók, akkor ennek során nagymennyiségű kis molekula'