167046. lajstromszámú szabadalom • Eljárás izobutilén polimerek és kopolimerek előállítására
3 167046 4 anyagból és egy, a katalizátorral történő kölcsönhatás útján kationokat szolgáltató kokatalizátorból áll. A kokatalizátor lehet egy halogén vagy egyéb interhalogén-vegy ület. Az általunk tökéletesített és jelen találmány tárgyát képező eljárás a fent említett katalizátorrendszerek minden előnyével rendelkezik, a katalizátorok közönséges szerves oldószerekben való oldékonysága miatt lehetővé teszi a polimerizációs reakció könnyű ellenőrzését, úgy, hogy szükség esetén minimális oldószermennyiséggel, sőt annak teljes távollétében is dolgozni lehet. Ez utóbbi esetben a le nem reagált monomer szolgál hígítószerül. A dialkilalumínium-halogenideket és erős savakat használó eljárástól a találmány szerinti eljárás abban tér el jelentősen, hogy valódi kokatalizátorokat használ, melyek önmagukban inaktívak és csupán a katalizátor-rendszer egyéb komponenseivel végbement kölcsönhatás révén képesek polimerizációs katalizátort létrehozni. i-jnellett, a találmány szerinti eljárás katalizátorrendszereinek aktivitása mérsékelt és a polimerizációs reakció könnyű ellenőrzését és egy, az ipari megvalósítás szempontjából alkalmasabb fizikai tulajdonságokkal rendelkező, kisebb csomókban összeálló elasztomer előállítását teszi lehetővé. A halogének vagy interhalogén-vegyületek használata esetén az eljárásnak nagy előnye a katalizátorvegyületek könnyű kezelhetősége. Noha a találmány lényegében butilkaucsuk előállítási eljárásra vonatkozik, kitanítást nyújt szakemberek számára különféle monomerek kopolimerizációjának ideális körülményeire vonatkozóan. A talámány céljára különösen alkalmasak a 4-7 szénatomos monoolefinek, mint izobutén, 2-metil-butén-l, 3-metil-butén-l, 2-metil-butén-2, 4-metil-pentén-l, a több kettős kötést tartalmazó olefinek közül pedig a 4—14 szénatomos konjugált diolefinek, mint izoprén, butadién, 2,3-dimetil-1,3-butadién. Mint már említettük, csupán az e területen mutatkozó nagy ipari érdeklődés miatt korlátozzuk kiviteli példáinkat butilkaucsukra, vagyis izobutilén és izoprén olyan arányú keverékének kopolimerizációjára, mely 90—99,5 súly% izobutilént és 10-0,5 súly% izoprént tartalmaz. A használt reakcióközeg az ezen a műszaki területen szokásosan hasznát közeg, így etilklorid, metilklorid vagy metilénklorid. Használhatók azonban a reakcióhőmérsékleten cseppfolyós szénhidrogének is, így pentán, izopentán, n-heptán, ciklohexán vagy a reakcióhőmérsékleten cseppfolyós halmazállapotban tartott oldószerek is, így például a használt monomer vagy monomerek. A nyert tetmék molekulasúlya a választott körülmények szerint széles tartományban változik. A találmány szerinti rendszer tartalmaz a) egy A1RX általános képletű — mely képletben X jelentése halogénatom, R jelentése 1—6 szénatomos alkilcsoport - alumíniumorganikus vegyületet és b) egy X'n MeY m általános képletű — mely képletben X' jelentése halogénatom, Y jelentése rövidszénláncú alkil-, rövidszénláncú alkoxi- vagy rövidszénláncú alkilésztercsoport, vagy hidrogénatom, Me jelentése Ti, Sn, Zn, vagy Si, n és mjelentése pedig olyan egész szám, melyeknek összege Me vegyértékével egyenlő — kokatalizátor vegyületet. Ilyen kokatalizátorokként használhatók például TiCl3 (OR), RSnCl 3 , RSnCl 2 , RSnCl, HSiCl 3 , RSiCl3 , RSiCl 2 , Cl 2 Ti(OCOCH 3 ) 2 vagy RSiCl. A katalizátor-rendszert előre elkészíthetjük vagy pedig a kokatalizátort részletekben is beadagolhatjuk a reakcióközegbe. A b) komponens összes mennyiségének és az a)| komponens összes mennyiségének mólaránya mindig kisebb mint 1, előnyösen 0,5 és 10"4 közötti. Az alábbi kiviteli példák szerint előállított polimerek molekulasúlyát a ciklohexános polimeroldat 30 C°-on végzett viszkozimetrálásával határoztuk meg. A In r?r/c és az T?sp /C görbék c = 0 koncentrációra végzett extrapolálásával meghatározott határ viszkozitásszámokból az egyes polimerek átlagmolekulasúlyát az alábbi képlettel számítottuk ki: In Mv = 11,98+ 1,452 In (r?) A találmány szemléltetésére szolgálnak az alábbi kiviteli példák, melyek azonban nem korlátozó jellegűek. 1. példa Egy teljesen üvegből készült, 300 cm3 -es, mechanikus keverővel és hőszigetelő burkolattal ellátott, előzetesen lánggal, száraz argon áramban hevített, a reakció végrehajtása alatt enyhe argon túlnyomás (20-30 Torr) alatt tartott csőreaktorban 80 cm3 CH 3 Cl-ot kondenzáltunk, majd 28,4 g izobutént, 0,84 g izoprént és 2 mmól AlEt2 Cl-t adtunk hozzá és termosztáló fürdő segítségével a reakcióelegyet -40C°-ra hűtöttük. Ezután az erőteljesen kevert reakcióelegybe 0,15 mmól CH3 Cl-ban oldott Ti(0nC 4 H 9 )-t adagoltunk be fokozatosan 12 perc alatt, aminek következtében a reakcióelegy hőmérséklete 4C°-ot emelkedett. A beadagolás után az elegyet további 5 percig kevertük, majd a reakciót leállítottuk, úgy, hogy a kapott polimerszuszpenzióba metanolt adtunk. 19,65 g száraz polimert kaptunk (kitermelés 69,3%), melynek ciklohexánban mért viszkozitásszáma (r?) = 2,20 dl/g volt, ami 480.000 viszkozi-2
