DE2709280C2 - Process for the production of poly (tetramethylene ether) glycol - Google Patents
Process for the production of poly (tetramethylene ether) glycolInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung eines Ester-Endgruppen aufweisenden Poly-(tetramethylenäther)-glykols durch Polymerisation von Tetrahydrofuran oder eines alkylsubstituierten Tetrahydrofurans, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Polymerisation im Bereich von 0 bis 1200C in einem Reaktionsmedium durchführt, das folgende Bestandteile enthält:The invention thus provides a process for the preparation of a poly (tetramethylene ether) glycol with ester end groups by polymerizing tetrahydrofuran or an alkyl-substituted tetrahydrofuran, which is characterized in that the polymerization is carried out in the range from 0 to 120 ° C. in a reaction medium which contains the following components:
(A) einen Acyliumion-Vorläufer in einer zumindest anfänglichen Konzentration von 0,1 bis 15 Mol-%, bezogen auf die Reaktionsmasse,(A) an acylium ion precursor in at least an initial concentration of 0.1 to 15 mole percent on the reaction mass,
(B) eine katalytisch wirksame Menge eines Katalysators in Form eines Polymeren von äthylenisch ungesättigten Monomeren, wobei das Polymere(B) a catalytically effective amount of a catalyst in the form of a polymer of ethylenically unsaturated Monomers, the polymer
(1) Gruppen der nachstehenden allgemeinen Formeln enthält(1) Contains groups of the following general formulas
I· ZI · Z
C — D oder C — DC - D or C - D
I II I
SO3H RSO3H R
X —C —YX-C-Y
SO3HSO3H
in denenin which
die Polymerkette oder ein Segment davon bedeutet,denotes the polymer chain or a segment thereof,
D ein Wasserstoffatom, einen aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1D is a hydrogen atom, an aliphatic or aromatic hydrocarbon radical with 1
bis 10 Kohlenstoffatomen, ein Halogenatom oder ein Segment der Polymerkette darstellt,represents up to 10 carbon atoms, a halogen atom or a segment of the polymer chain,
X und Y jeweilsein Wasserstoffatom, einHalogenatom(insbesondereeinFluoratom)odereinenaliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeuten, wobei jedoch mindestens einer der Reste X und Y ein Fluoratom sein muß,X and Y each represent a hydrogen atom, a halogen atom (especially a fluorine atom) or an aliphatic or aromatic hydrocarbon radical with 1 to 10 carbon atoms, but at least one of the radicals X and Y must be a fluorine atom,
R einen linearen oder verzweigten verknüpfenden Rest mit bis zu 40 Kohlenstoffatomen inR is a linear or branched linking radical with up to 40 carbon atoms in
der Hauptkette darstellt undthe main chain represents and
Z ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom (insbesondere ein Fluoratom) oder einen aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet, sowieZ represents a hydrogen atom, a halogen atom (especially a fluorine atom) or an aliphatic atom or aromatic hydrocarbon radical with 1 to 10 carbon atoms, as
(2) praktisch frei von die Reaktion störenden funktionellen Gruppen ist, sowie gegebenenfalls(2) is practically free of functional groups that could interfere with the reaction, as well as, if applicable
(C) eine aliphatische Carbonsäure mit 1 bis 36 Kohlenstoffatomen in einer Konzentration von 0,1 bis(C) an aliphatic carboxylic acid having 1 to 36 carbon atoms in a concentration of 0.1 to
10 Gcw.-%, bezogen auf das Tetrahydrofuran, bei einem Gewichtsverhältnis Acyliumion-Vorläufer: Säure von 20 : I bis 0,1 : 1.10% by weight, based on the tetrahydrofuran, with a weight ratio of acylium ion precursor: acid from 20: I to 0.1: 1.
Die Polymerisation beinhaltet vermutlich die Stufen der Startreaktion (Initiierung), des Kettenwachstums, der Kettenübertragung, der Neuverteilung bzw. Disproportionierung, des Kettenabbruchs und der Katalysalorregenerierung. Diese Stufen erfolgen gleichzeitig und konkurrierend; es wird angenommen, daß sie nach folgenden beispielhaften Reaktionsgleichungen ablaufenThe polymerization probably includes the stages of the start reaction (initiation), the chain growth, chain transfer, redistribution or disproportionation, chain termination and catalyst regeneration. These stages take place simultaneously and competitively; it is believed that they are after the following example reaction equations run
StartreaktionStart reaction
R' —CR '--C
NfSO3H + O +NfSO 3 H + O +
R'—CR'-C
Kataly- Acyliumionsator VorläuferCatalyst acylium ionator precursor
IlIl
R'—C—0O NfSOf + R'—COOH (1)R'-C- 0 O NfSOf + R'-COOH (1)
AcyloxoniumionAcyloxonium ion
15 Kettenwachstum 15 chain growth
R' C—βΟR 'C— β Ο
Kettenübertragung OChain transfer O
IlIl
R'—CO-R'-CO-
NfSOf + nO NfSOf + nO
R'—C[O(CH2)4]„—fflOR'-C [O (CH 2 ) 4 ] "- ffl O
O R' —CO R '-C
NfSOf +NfSOf +
R'-^CR '- ^ C
V OV O
THFTHF
R' — CO~O(CH2)4OC — R' +R '- CO ~ O (CH 2 ) 4 OC - R' +
R' —C—eO NfSOfR '—C— e O NfSOf
NeuverteilungRedistribution
OO
R' —CR '--C
R' —CO—OC-R' +R '-CO-OC-R' +
O OO O
THFTHF
R' —CR '--C
Kettenabbruch OChain break O
R' —CO~eOR '- CO ~ e O
NfSOf + R' —COOHNfSOf + R '-COOH
OO
R' —CO~O(CH2)4OC —R' + H® +NfSOfR '- CO ~ O (CH 2 ) 4 OC - R' + H® + NfSOf
65 Regenerierung des Katalysators NfSOj1 + Η 65 Regeneration of the catalyst NfSOj 1 + Η
NlSO3H NiSOf (2)NlSO 3 H NiSOf (2)
In den obigen Reaktionsgleichungen stehen R' für ein Wasserstoffatom oder einen Kohlenwasserstoffrest, vorzugsweise einen Alkylrest mit 1 bis 36 Kohlenstoffatomen, NfSO3H für den Katalysator und—für die Poly-(tetramethylenethcr)-kette. In the above reaction equations, R 'stands for a hydrogen atom or a hydrocarbon radical, preferably an alkyl radical having 1 to 36 carbon atoms, NfSO 3 H for the catalyst and — for the poly (tetramethylene ether) chain.
Wenn die Reaktionen abgeschlossen sind, kann man den Katalysator von der Reaktionsmasse abtrennen und wieder verwenden. 5When the reactions are complete, the catalyst can be separated from the reaction mass and reuse. 5
Das als Reaktionskomponente eingesetzte THF kann ein beliebiges Handelsprodukt darstellen. Es weist vorzugsweise einen Wassergehalt von weniger als 0,001 Gew.-% und einen Peroxidgehall von weniger als 0,002 Gew.-%aufund enthält vorzugsweise einen Oxidätionsinhibitor(wie butyliertes Hydroxytbluol) zwecks Verhinderung einer unerwünschten Nebenprodüktbildung und Verfärbung.The THF used as a reaction component can be any commercial product. It preferably has a water content of less than 0.001% by weight and a peroxide content of less than 0.002 % By weight and preferably contains an oxidation inhibitor (such as butylated hydroxybluene) for the purpose of prevention undesired byproduct formation and discoloration.
p,g Gcwünschtenfalls kann man 0,1 bis 50 Gew.-% (bezogen auf das THF) eines mit THF copolymerisierbaren ioIf desired, 0.1 to 50% by weight (based on the THF) of an io copolymerizable with THF can be added
'™ Alkyltetrahydrofurans als zusätzliche Reäktionskomponente einsetzen. Derartige Alkyltetrahydrofurane können durch die nachstehende allgemeine Formel wiedergegeben werden:'™ Use alkyltetrahydrofurans as an additional reaction component. Such alkyltetrahydrofurans can can be represented by the following general formula:
R2-C C-R3 I R 2 -C CR 3 I.
i i (7) '- Ii i (7) '- I
R1 — C C — R4 FR 1 - CC - R 4 F
O ^O ^
in der (mindestens) ein beliebiger Rest R1, R2, R3 öder R4 einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet ρin which (at least) any radical R 1 , R 2 , R 3 or R 4 is an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms ρ
und die übrigen Reste R Wasserstoffatome sind. £'and the remaining R radicals are hydrogen atoms. £ '
Spezielle Beispiele für diese Alkyltetrahydrofurane sind 2-Methyltetrahydröfuran und 3-Methyltetrahydrofu- ψ Specific examples of these alkyltetrahydrofurans are 2-and 3-Methyltetrahydröfuran Methyltetrahydrofu- ψ
ran. jj*ran. yy *
Die erfindungsgemäß verwendeten Katalysatoren sind Homopolyrnere von ethylenisch ungesättigten Mono- 25 ^The catalysts used according to the invention are homopolymers of ethylenically unsaturated monomers
mercn (a), die solche Gruppen enthalten, daß das erhaltene Polymere Gruppen der nachstehenden allgemeinen $ mercn (a) which contain groups such that the polymer obtained groups of the following general $
Formeln enthält: ψ Formulas contains: ψ
I 30 ] C-D (8) }< I 30 ] CD (8) } <
SO3H ϊSO 3 H ϊ
oderor
C-D (9)C-D (9)
I 40I 40
X —C —YX-C-Y
SO3H 45 SO 3 H 45
worinwherein
die Polymerkette oder ein Segment der Polymerkette,the polymer chain or a segment of the polymer chain,
D ein Wasserstoffatom, einen aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 10 Koh- 50 D is a hydrogen atom, an aliphatic or aromatic hydrocarbon radical having 1 to 10 coal 50
lenstoffatomen, ein Halogenatom oder ein Segment der Polymerkette, X und Y ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom (insbesondere ein Fluoratom) oder einen aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, wobei jedoch mindestens einerfuel atoms, a halogen atom or a segment of the polymer chain, X and Y represent a hydrogen atom, a halogen atom (especially a fluorine atom) or an aliphatic or aromatic hydrocarbon radical with 1 to 10 carbon atoms, but at least one
der Reste X und Y ein Fluoratom sein muß,
R einen linearen oder verzweigten verknüpfenden Rest mit bis zu 40 Kohlenstoffatomen in der Haupt- 55 the radicals X and Y must be a fluorine atom,
R is a linear or branched linking radical with up to 40 carbon atoms in the main 55
kette und
Z ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom (insbesondere ein Fluoratom) oder einen aliphatischen oderchain and
Z represents a hydrogen atom, a halogen atom (especially a fluorine atom) or an aliphatic or
aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomenaromatic hydrocarbon radical with 1 to 10 carbon atoms
bedeuten, 60 mean 60
öder Copolymere von Monomeren (a) mit mindestens einem anderen copolymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomeren (b).or copolymers of monomers (a) with at least one other copolymerizable, ethylenically unsaturated Monomers (b).
Der verknüpfende Rest R in der Formel (9) kann homogen (wie ein Alkylenrest) oder heterogen (wie ein Alky-Ienethcrrest) sein. Bei den bevorzugten Katalysatoren weist dieser verknüpfende Rest 1 bis20Kohlenstöffatome in der Hauptkette auf. Bei den besonders bevorzugten Katalysatoren ist R ein Rest der allgemeinen Formel 65 The linking radical R in the formula (9) can be homogeneous (like an alkylene radical) or heterogeneous (like an alkylene ether radical). In the case of the preferred catalysts, this linking radical has 1 to 20 carbon atoms in the main chain. In the case of the particularly preferred catalysts, R is a radical of the general formula 65
•0 —CF2-CF-• 0 —CF 2 -CF-
CF3JCF 3 J
-Ο —CF,-Ο —CF,
Beispiele Tür geeignete Monomere (a) sind Trifluorvinylsulfonsäurejgerad-oder verzweigtkettigeVinylmonomere, welche Sulfonsäuregruppen-Vorläufer enthalten, und Perfiuoralkylvinyläther, welche Sullbnsäuregruppen-Vorläufer enthalten. Beispiele für geeignete Monomere (b) sind Ethylen, Styrol, Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidenfluorid, Chlortrifluorethylen, Bromtrifiuorethylen, Vinylether, Perfluoralkylvinylether, Butadien, Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen.Examples of suitable monomers (a) are trifluorovinylsulfonic acid, straight-chain or branched-chain vinyl monomers, which contain sulphonic acid group precursors, and perfluoroalkyl vinyl ethers which contain sulphonic acid group precursors contain. Examples of suitable monomers (b) are ethylene, styrene, vinyl chloride, vinyl fluoride, Vinylidene fluoride, chlorotrifluoroethylene, bromotrifluoroethylene, vinyl ether, perfluoroalkyl vinyl ether, butadiene, Tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene.
Die Homopolymerisation und Copolymerisation können gemäß US-PS 37 84 399 bzw. den darin zitierten Patentschriften erfolgen. Die Monomer-Mengenverhältnisse werden so gewählt, daß den erhaltenen Polymeren das richtige Äquivalentgewicht verliehen wird.Homopolymerization and copolymerization can be carried out according to US Pat. No. 3,784,399 or those cited therein Patent specifications are made. The monomer proportions are chosen so that the polymers obtained the correct equivalent weight is given.
Die Katalysatoren besitzen Äquivalentgewichte von 950 bis 1500, vorzugsweise von 1100 bis 1300. Das Äquivalentgewicht eines Katalysators ist jenes Gewicht (in g), welches ein Äquivalent Sulfonsäuregruppen enthält. Es kann durch Titration bestimmt werden.The catalysts have equivalent weights from 950 to 1500, preferably from 1100 to 1300. The equivalent weight of a catalyst is that weight (in g) which contains one equivalent of sulfonic acid groups. It can be determined by titration.
Der Katalysator weist vorzugsweise eine solche Löslichkeit auf, daß sich bei der Reaktionstemperatur nicht mehr als etwa 5 Gew.-% in der Reaktionsmasse lösen, wenn die Umsetzung während eines nachstehend definierten Zeitraums diskontinuierlich durchgeführt wird. Die Löslichkeit wird gravimetrisch bestimmt.The catalyst preferably has such a solubility that not at the reaction temperature dissolve greater than about 5% by weight in the reaction mass when the reaction occurs during any one of the following Period is carried out discontinuously. The solubility is determined gravimetrically.
Die Löslichkeit des Katalysators soll möglichst gering sein, da dadurch der Katalysatorverlust wcitestgehend unterbunden wird und eine Durchführung des Verfahrens über längere Zeiträume ohne Katalysatorersatz ermöglicht wird. Die Löslichkeit beträgt vorzugsweise nicht mehr als etwa 1 Gew.-% und liegt insbesondere unterhalb des mit Hilfe der derzeit verfügbaren Analysemethoden feststellbaren Grenzwerts.The solubility of the catalyst should be as low as possible, since this increases the loss of catalyst is prevented and a performance of the process over long periods of time without a catalyst replacement is made possible. The solubility is preferably not more than about 1% by weight and in particular is below the limit value that can be determined using the currently available analytical methods.
Der Katalysator soll von (von -SOjH-Gruppen verschiedenen) funktioneilen Gruppen, welche die Polymerisationsreaktion stören könnten, praktisch frei sein. »Praktisch frei« bedeutet, daß der Katalysator eine geringe Anzahl derartiger Gruppen enthalten kann, jedoch nicht so viele, daß die Umsetzung beeinträchtigt oder das Produkt verunreinigt wird. Spezielle Beispiele Tür solche Gruppen sind Carboxyl-, Hydroxyl- und Aminogruppen. The catalyst should have functional groups (other than -SOjH groups) which control the polymerization reaction could disturb, be practically free. "Virtually free" means that the catalyst has a low May contain a number of such groups, but not so many that the implementation is impaired or that Product becomes contaminated. Specific examples of such groups are carboxyl, hydroxyl and amino groups.
Katalysatoren, deren Polymerketten aus Perfluorkohlenstoffmonomeren bestehen, werden bevorzugt eingesetzt. Beispiele für solche Monomere sind Tetrafluorethylen (TFE), Hexafluorpropylen, Chlortrifluorethylen (CTFE), Bromtrifiuorethylen und Perfluoralkylvinylether. Gemische dieser Monomeren sind ebenfalls verwendbar. Catalysts whose polymer chains consist of perfluorocarbon monomers are preferably used. Examples of such monomers are tetrafluoroethylene (TFE), hexafluoropropylene, chlorotrifluoroethylene (CTFE), bromotrifluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether. Mixtures of these monomers can also be used.
Besondurs bevorzugt als Katalysatoren werden Copolymere von TFE oder CTFE mit einem Sulfonsäuregruppen-Vorläufer enthaltenden Perfluoralkylvinylether. Am meisten bevorzugt innerhalb dieser Klasse werden Copolymere von TFE oder CTFE mit einem Monomeren der allgemeinen FormelCopolymers of TFE or CTFE with a sulfonic acid group precursor are particularly preferred as catalysts containing perfluoroalkyl vinyl ethers. Most preferred within this class Copolymers of TFE or CTFE with a monomer of the general formula
CF2 = C-CF 2 = C-
Q-CF2-C-Q-CF 2 -C-
-0-CF2-CF2-SO2F-0-CF 2 -CF 2 -SO 2 F
(10)(10)
Ibis 10Ibis 10
Diese Polymeren werden in der Sulfonylfluoridform erzeugt und anschließend gemäß US-PS 36 92 569 zur Säureform hydrolysiert.These polymers are produced in the sulfonyl fluoride form and then according to US Pat. No. 3,692,569 for Hydrolyzed acid form.
Am stärksten bevorzugt als Katalysatoren werden Copolymere von TFE mit Monomeren der Formel (K)), welche entsprechende Monomergewichtsverhältnisse von (50 bis 75): (25 bis 50) aufweisen. Solche Copolymere mit Äquivalentgewichten von 1100, 1150 bzw. 1500 werden von E. I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY als Perfluorsulfonsäureharz Nafion® in den Handel gebracht.Most preferred as catalysts are copolymers of TFE with monomers of formula (K)), which have corresponding monomer weight ratios of (50 to 75): (25 to 50). Such copolymers with equivalent weights of 1100, 1150 and 1500 are used by E. I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY marketed as perfluorosulfonic acid resin Nafion®.
Der Katalysator liegt in der Reaktionsmasse in einer katalytisch wirksamen Menge vor. Dies entspricht in der Regel einer Konzentration von 0,01 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise von 0,05 bis 15 Gew.-%, insbesondere von 0,1 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Masse.The catalyst is present in the reaction mass in a catalytically effective amount. This corresponds to the Usually a concentration of 0.01 to 30% by weight, preferably 0.05 to 15% by weight, in particular 0.1 up to 10% by weight, based in each case on the mass.
Als Acyliumion-Vorläufer kann jede beliebige Verbindung dienen, die unter den Reaktionsbedingungen yut Bildung des Acyloxoniumions gemäß Gleichung (1) befähigt ist. β Any compound which is capable of forming the acyloxonium ion according to equation (1) under the reaction conditions can serve as acylium ion precursor. β
Unter einem »Acyüumion« ist im vorliegenden Rahmen ein Ion mit der Struktur R'—C=O zu verstehen, wobei R' ein Wasserstoffatom oder einen Kohlenwasserstoffrest, vorzugsweise einen Alkylrest mit 1 bis 36 Kohlenstoffatomen, bedeutetIn the present context, an "acylum ion" is an ion with the structure R'-C = O, where R 'is a hydrogen atom or a hydrocarbon radical, preferably an alkyl radical having 1 to 36 carbon atoms, means
Typische Beispiele für solche Vorläufer sind die Acyl- bzw. Säurehalogenide und Carbonsäureanhydride. Anhydride von Carbonsäuren, deren Carbonsäureanteile 1 bis 36 Kohlenstoffatome (insbesondere 1 bis 4 Kohlenstoffatome) aufweisen, werden bevorzugt.Typical examples of such precursors are the acyl or acid halides and carboxylic acid anhydrides. Anhydrides of carboxylic acids, the carboxylic acid components of which have 1 to 36 carbon atoms (in particular 1 to 4 carbon atoms) are preferred.
Spezielle Beispiele Tür diese Anhydride sind Essigsäure-, Propionsäure- und Ameisensäure/Essigsäure-Anhydrid. Essigsäureanhydrid wird aufgrund seiner Wirksamkeit als Anhydrid bevorzugt.Specific examples of these anhydrides are acetic acid, propionic acid, and formic acid / acetic acid anhydride. Acetic anhydride is preferred because of its effectiveness as an anhydride.
Der Acyliumion-Vorläufer ist in der Reaktionsmasse zumindest anfangs in einer Konzentration von 0,1 bis 15 MoI-% (vorzugsweise 0,7 bis 10 Mol-%) enthalten.The acylium ion precursor is in the reaction mass at least initially at a concentration of 0.1-15 MoI-% (preferably 0.7 to 10 mol%) contain.
Das Molekulargewicht des Polymerprodukts kann dp^urch begrenzt werden, daß man der Reaktionsmasse eine aliphatische Carbonsäure mit 1 bis 36 Kohlenstoffatomen (vorzugsweise 1 bis 5 Kohlenstoffatomen) einverleibt. Für diesen Zweck bevorzugt man Essigsäure aufgrund ihres geringen Preises und ihrer Wirksamkeit.The molecular weight of the polymer product can be limited by taking into account the reaction mass an aliphatic carboxylic acid having 1 to 36 carbon atoms (preferably 1 to 5 carbon atoms) is incorporated. Acetic acid is preferred for this purpose because of its low cost and effectiveness.
Das Gewichtsverhältnis Acyliumion-Vorläufer/Säure liegt im Bereich von 20 :1 bis 0,1 : 1 und beträgt vor-The weight ratio of acylium ion precursor / acid is in the range from 20: 1 to 0.1: 1 and is
zugsweise 10 : 1 bis 0,5 : 1. Allgemein gilt, daß das Molekulargewicht des Produkts um so niedriger ist, je mehr Garbonsäure man verwendet.preferably 10: 1 to 0.5: 1. In general, the higher the molecular weight of the product, the lower Carboxylic acid is used.
Die aliphatische Carbonsäure wird der Reaktionsmasse in einer Konzentration von 0,1 bis 10 Gew.-% (vorzugsweise von 0,5 bis 5 Gew.-%), bezogen auf das THF, einverleibt.The aliphatic carboxylic acid is added to the reaction mass in a concentration of 0.1 to 10% by weight (preferably from 0.5 to 5% by weight), based on the THF, incorporated.
Da der bevorzugte Acyliumion-Vorläufer, d. h. Essigsäureanhydrid, mit THF und dem Katalysator zur entsprechenden Säure reagiert, ist eine gesonderte Säurezugabe in diesem Falle nicht erforderlich. Für eine verbesserte Molckulargcwichtskontrollc ist ein Säurezusatz jedoch im allgemeinen zweckmäßig.Since the preferred acylium ion precursor, i. H. Acetic anhydride, with THF and the catalyst to the appropriate If the acid reacts, a separate addition of acid is not necessary in this case. For an improved However, in terms of molecular weight control, addition of acid is generally desirable.
Um ein Produkt zu erhalten, das ein für technische Zwecke vorteilhaftes Durchschnittsmolekulargewicht (Zahlenmittel) von 650 bis 30 000 aufweist, werden der Acyliumion-Vorläufer und die Carbonsäure in der Reaktionsmasse vorzugsweise in einer gemeinsamen (kombinierten) Konzentration von 0,5 bis 20 Gew.-% (vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%), jeweils bezogen auf die Reaktionsmasse, eingesetzt.To obtain a product that has an average molecular weight advantageous for technical purposes (Number average) from 650 to 30,000, the acylium ion precursor and the carboxylic acid become in the reaction mass preferably in a common (combined) concentration of 0.5 to 20% by weight (preferably 1 to 10% by weight), based in each case on the reaction mass, are used.
Die Polymerisation kann diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden.The polymerization can be carried out batchwise or continuously.
Bei der diskontinuierlichen Arbeitsweise werden die richtigen Anteile des THF, Acyliumion-Vorläufers, Katalysators und der Carbonsäure in einen Reaktor gegeben und gerührt, wobei optimale Reaktionsbedingungen aufrechterhalten werden. Wenn die Umsetzungen abgeschlossen sind, kann man den Katalysator von der Reaktionsmasse abirennen und anschließend die Abtrennung des Produkts von der restlichen Reaktionsmasse vornehmen.In the discontinuous procedure, the correct proportions of THF, acylium ion precursor, The catalyst and the carboxylic acid are placed in a reactor and stirred, with optimal reaction conditions be maintained. When the reactions are complete, the catalyst can be removed from the Separate the reaction mass and then the separation of the product from the remaining reaction mass make.
Bei kontinuierlichem Betrieb führt man die Umsetzung vorzugsweise auf analoge Art in einem mit Rückvermischung arbeitenden Aufschlämmungsreaktor unter ständigem Rühren sowie kontinuierlicher Zugabe von Reaktionskomponenten und kontinuierlicher Produktabtrennung durch. "Wahlweise kann das Verfahren in einem Rohrreaktor erfolgen.In the case of continuous operation, the reaction is preferably carried out in an analogous manner in one with backmixing working slurry reactor with constant stirring and continuous addition of Reaction components and continuous product separation through. "Optionally, the procedure in take place in a tubular reactor.
In einem Rohrreaktor erfolgt die Umsetzung bei intermittierenden Strömungsbedingungen, wobei die vorgemischten Reaktionskomponenten durch den mit dem Katalysator gefüllten bzw. »gepackten« Reaktor hindurchgerührt werden. Die Strömung erfolgt kontinuierlich, wobei eine geringe oder keine Vermischung des Ausgangsmaterials mit den teilweise umgewandelten Reaktionskomponenten stattfindet und wobei sich die Reaktionskomponenten im Verlauf ihres Transports umsetzen.In a tubular reactor, the reaction takes place under intermittent flow conditions, the premixed Reaction components are stirred through the reactor filled or "packed" with the catalyst will. The flow is continuous with little or no mixing of the Starting material takes place with the partially converted reaction components and wherein the reaction components implement in the course of their transport.
Der Rohrreaktor ist vorzugsweise vertikal ausgerichtet, wobei die Reaktionskomponenten nach oben durch oen Katalysator strömen. Dies trägt dazu bei, daß der Katalysator schwebend gehalten wird und die Reaktionskomponenten freier strömen können. Man kann die Reaktionskomponenten auch abwärts durch den Reaktor leiten, wobei jedoch die Gefahr besteht, daß der Katalysator verdichtet wird und der Reaktionsteilnehmer stromgehemmt wird.The tubular reactor is preferably oriented vertically, with the reaction components through upwards oen catalyst flow. This helps to keep the catalyst suspended and to allow the reaction components to flow more freely. The reaction components can also be passed downwards through the reactor conduct, but there is a risk that the catalyst will be compressed and the reactant is current inhibited.
Sowohl beim Aufschlämmungsreaktor als auch beim Rohrreaktor werden vorzugsweise die Temperatur und Konzentration der Reaktionskomponenten in der Reaktionszone sowie die Strömungsgeschwindigkeit (Durchsatz) der Reaktionskomponenten in die und aus der Reaktionszone so eingestellt, daß pro Durchgang durch den Reaktor 5 bis 85 Gew.-% (vorzugsweise 15 bis 60 Gew.-%, insbesondere 15 bis 40 Gew.-%) des THF in PTMEG mit Ester-Endgruppen umgewandelt werden.In both the slurry reactor and the tubular reactor, the temperature and Concentration of the reaction components in the reaction zone and the flow rate (throughput) the reaction components in and out of the reaction zone so that per pass through the Reactor 5 to 85 wt% (preferably 15 to 60 wt%, especially 15 to 40 wt%) of the THF in PTMEG converted with ester end groups.
Ferner arbeitet man vorzugsweise derart, daß pro Durchgang der Reaktionskomponenten durch den Reaktor mindestens 40 Gew.-% (insbesondere 80 bis 90 Gew.-%) des Acyliumion-Vorläufers verbraucht werden.Furthermore, one preferably works in such a way that the reaction components have passed through the reactor each time at least 40% by weight (especially 80 to 90% by weight) of the acylium ion precursor are consumed.
Bei richtiger Einstellung der Konzentrationen der Reaktionsteilnehmer im Beschickungsstrom, der Durchsätze und der Temperatur können alle diese Bedingungen in der Regel bei einer Verweilzeit der Reaktionskomponcnten (in einem Reaktor mit kontinuierlichem Betrieb) von 10 Minuten bis 2 Stunden (vorzugsweise von 15 bis 60 Minuten, insbesondere von 20 bis 45 Minuten) erfüllt werden.With the correct adjustment of the concentrations of the reactants in the feed stream, the throughputs and the temperature, all of these conditions can, as a rule, with a residence time of the reaction components (in a reactor with continuous operation) from 10 minutes to 2 hours (preferably from 15 up to 60 minutes, in particular from 20 to 45 minutes).
Die Verweilzeit (in Minuten) wird durch Messung des Volumens (in ml) der Reaktionszone und Dividieren des erhaltenen Werts durch den Durchsatz (in ml/Min.) der Reaktionskomponenten durch den Reaktor bestimmt. In einem Aufschlämmungsreaktor entspricht die Reaktionszone dem Gesamtvolumen des Reaktionsgemisches, während sie in einem Rohrreaktor die den Katalysator enthaltende Zone darstellt. jThe residence time (in minutes) is determined by measuring the volume (in ml) of the reaction zone and dividing the value obtained by the throughput (in ml / min.) of the reaction components through the reactor certainly. In a slurry reactor, the reaction zone corresponds to the total volume of the reaction mixture, while in a tubular reactor it represents the zone containing the catalyst. j
Sowohl bei diskontinuierlicher als auch bei kontinuierlicher Arbeitsweise wird die Polymerisation gewöhnlich [Both in the batchwise and in the continuous procedure, the polymerization is usually [
bei Atmosphärendruck durchgeführt. Man kann jedoch auch verminderten oder erhöhten Druck anwenden, um die Regelung der Temperatur der Reaktionsmasse während der Umsetzung zu erleichtern.carried out at atmospheric pressure. However, reduced or increased pressure can also be used to to facilitate the regulation of the temperature of the reaction mass during the reaction.
Die Temperatur der Reaktionsmasse wird im Bereich von 0 bis 1200C, vorzugsweise von 22 bis 65°C, gehalten. Sauerstoff wird vorzugsweise von der Reaktionszone ferngehalten. Zu diesem Zweck kann man das Verfahren in einer inerten Atmosphäre, z. B. einer Atmosphäre von wasserfreiem Stickstoff oder Argon, durchführen.The temperature of the reaction mass is in the range from 0 to 120 0 C, preferably 22-65 ° C, maintained. Oxygen is preferably kept away from the reaction zone. For this purpose the process can be carried out in an inert atmosphere, e.g. B. an atmosphere of anhydrous nitrogen or argon.
Die für die Erzielung eines vorgegebenen THF/Polymer-Umw£ndlungsgrades erforderliche Reaktionsdauer hängt von den Verfahrensbedingungen ab. Sie schwankt daher mit der Temperatur, dem Druck, den Konzentrationen der Reaktionsteilnehmer, dem Katalysator und ähnlichen Faktoren. Bei kontinuierlichem Betrieb arbeitet man jedoch im allgemeinen so, daß eine Verweilzeit von 10 Minuten bis 2 Stunden, vorzugsweise 15 bis 60 Minuten, insbesondere 20 bis 45 Minuten, resultiert. Bei diskontinuierlicher Arbeitsweise dauert der Prozeß gewöhnlich 1 bis 24 Stunden.The reaction time required to achieve a given THF / polymer conversion rate depends on the process conditions. It therefore fluctuates with temperature, pressure and concentrations the reactant, the catalyst and like factors. Works in continuous operation however, in general, a residence time of 10 minutes to 2 hours, preferably 15 to 60 hours Minutes, in particular 20 to 45 minutes, results. In the case of discontinuous operation, the process takes a long time usually 1 to 24 hours.
Wenn die Polymerisation abgeschlossen ist, kann man den Katalysator durch Filtration, Dekantieren oder Zentrifugieren von der Reaktionsmasse abtrennen und wiederverwenden. Bei kontinuierlicher Arbeitsweise kann man den Katalysator einfach im Reaktor belassen, während man frische Reaktionskomponenten einspeist und das Produkt austrägtWhen the polymerization is complete, the catalyst can be removed by filtration, or decanting Separate the centrifugation from the reaction mass and reuse. When working continuously the catalyst can simply be left in the reactor while fresh reaction components are fed in and discharges the product
Sowohl bei diskontinuierlicher als auch bei kontinuierlicher Arbeitsweise wird das Polymerprodukt nach der Katalysatorentfernung von der Reaktionsmasse abgetrennt. Zu diesem Zweck werden die verbliebenen, nichtumgcsetzten Bestandteile, d. h. THF, Acyliumion-Vorläufer und Carbonsäure, extrahiert, abdestilliert oder mit Wasserdampf oder einem Inertgas (z. B. Stickstoff) abgestreift.Both in the batchwise and in the continuous mode of operation, the polymer product is after the Catalyst removal separated from the reaction mass. For this purpose, the remaining, not implemented Components, d. H. THF, acylium ion precursor and carboxylic acid, extracted, distilled off or with Stripped of water vapor or an inert gas (e.g. nitrogen).
Das erhaltene Poly-(tetramethylenether)-diacetat (PTMEA) kann in physikalischer Hinsicht eine Substanz von einer klaren, viskosen Flüssigkeit bis zu einem wachsartigen Feststoff darstellen. Das Durchschnittsmoleku-The obtained poly (tetramethylene ether) diacetate (PTMEA) can physically be a substance from a clear, viscous liquid to a waxy solid. The average molecule
lärgewicht (Zahlenmittel) des Produkts kann dera hohen Wert von 30 000 erreichen, liegt jedoch im allgemeinen im Bereich von 650 bis 5000, vorzugsweise vori 650 bis 2900.The number average weight of the product can reach the high value of 30,000, but is generally lower in the range from 650 to 5000, preferably from 650 to 2900.
Das Durchschnittsrnolekulargewicht (Zahlenmittel) wird durch Endgruppenanalyse unter Anwendung herkömmlicher spektroskopischer Methoden bestimmt.The number average molecular weight is determined by end group analysis using conventional methods determined by spectroscopic methods.
Man kann das Molekulargewicht des PTMEA innerhalb eines beliebigen gewünschten Bereichs halten, indem man das Mengenverhältnis der Carbonsäure zum Acyliumion-Vorläufer im Ausgangsmaterial, die Gesamtmengen der Carbonsäure und des Vorläufers im Ausgangsmaterial, die Temperatur der Reaktionsmasse (innerhalb bestimmter Grenzen) und die Katalysatorkonzentration variiert sowie die Verweilzeit der Reaktionskomponenten in der Reaktionszone regelt. Höhere Mengen an Carbonsäure und/oder Acyliumion-Vorläufer ergeben generell Polymere mit niedrigeren Molekulargewichten. Niedrigere Reaktionstemperaturen begünstigen die Bildung von Polymeren mit höheren Molekulargewichten, während höhere Temperaturen ebenso wie höhere Katalysatorkonzentrationen die Entstehung von Polymeren mit niedrigeren Molekulargewichten begünstigen. One can keep the molecular weight of the PTMEA within any desired range, by calculating the ratio of the carboxylic acid to the acylium ion precursor in the starting material, the total amounts the carboxylic acid and precursor in the starting material, the temperature of the reaction mass (within certain limits) and the catalyst concentration varies as well as the residence time of the reaction components regulates in the reaction zone. Higher amounts of carboxylic acid and / or acylium ion precursors generally yield polymers with lower molecular weights. Favor lower reaction temperatures the formation of polymers with higher molecular weights, while higher temperatures as well higher catalyst concentrations favor the formation of polymers with lower molecular weights.
Der in den Beispielen verwendete »Katalysator« ist ein pulverförmiges Perfluorsulfonsäureharz (Nafiona) mit einem Äquivalentgewicht von 1100 und einer mittleren Korngröße von 0,2 bis 0,5 mm.The "catalyst" used in the examples is a powdery perfluorosulfonic acid resin (Nafion a ) with an equivalent weight of 1100 and an average grain size of 0.2 to 0.5 mm.
Sämtliche Polymerisationen werden bei 22°C und Normaldruck durchgeführt, sofern es nicht anders angegeben
ist.
Die angeführten Siebmaschengrößen beziehen sich auf die Tyler-Siebreihe.All polymerizations are carried out at 22 ° C. and normal pressure, unless otherwise stated.
The sieve mesh sizes listed refer to the Tyler sieve series.
Die Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, sofern es nicht anders angegeben ist.
Obwohl für einige Proben keine Molekulargewichte bestimmt werden, sind die an ihrer Stelle angeführten
Werte der grundmolaren Viskositätszahl (intrinsic-Viskosität) als Maßstab für Molekulargewichtsschwankun-'gen
anzusehen. Die grundmolare Viskositätszahl ist der Wert, der durch Extrapolierung des Verhältnisses der
spezifischen Viskosität einer vorgegebenen Lösung zur Konzentration dieser Lösung auf die Konzentration Null
erhalten wird.The percentages relate to weight, unless stated otherwise.
Although molecular weights are not determined for some samples, the intrinsic viscosity values given in their place are to be regarded as a yardstick for fluctuations in molecular weight. The intrinsic viscosity is the value obtained by extrapolating the ratio of the specific viscosity of a given solution to the concentration of this solution to the concentration zero.
Man gibt eine 1,75-g-Probe des Katalysators in einen flammgetrockneten und eingewogenen Kolben, den man anschließend bis zu einem Druck von 10 "5 mm Hg evakuiert und 16 Stunden auf 1200C erhitzt. Danach wägt man den Kolben neuerlich und stellt fest, daß 1,6 g wasserfreier Katalysator vorhanden sind.Is added a 1.75 g sample of the catalyst in a flame-dried and weighed flask, which is then up to a pressure of 10 "5 mm Hg evacuated and heated for 16 hours to 120 0 C. Thereafter, weigh the flask again and provides found that 1.6 g of anhydrous catalyst were present.
Anschließend werden 134,8 g über Lithiumaluminiumhydrid getrocknetes THF und 1,08 g Essigsäureanhydrid nach der üblichen Vakuummethode in dem Kolben destilliert. Man rührt das Gemisch 24 Stunden. Anschließend setzt man 500 ml (444 g) THF hinzu, um die Viskosität der Lösung herabzusetzen, und filtriert den Katalysator ab.Then 134.8 g of THF dried over lithium aluminum hydride and 1.08 g of acetic anhydride are added distilled in the flask by the usual vacuum method. The mixture is stirred for 24 hours. 500 ml (444 g) of THF are then added in order to reduce the viscosity of the solution, and the mixture is filtered the catalyst off.
Danach dampft man das unpolymerisierte THF unter vermindertem Druck ab. Nach Trocknung bei 800C/ 120 mm Hg erhält man 89,8 g (Umwandlungsgrad des THF 66 Gew.-%) Polymeres mit einer grundmolaren Viskositätszahl [;,] von 1,05 und einem für Acetat-Endgruppen charakteristischen IR-Absorptionspeak bei 1750 cm-'.The unpolymerized THF is then evaporated off under reduced pressure. After drying at 80 0 C / 120 mm Hg to 89.8 g (degree of conversion of 66 wt .-% THF) is polymer having an intrinsic viscosity [;,] of 1.05 and one for the acetate end groups characteristic IR absorption peak at 1750 cm- '.
Wenn man in analoger Weise, jedoch in Abwesenheit von Essigsäureanhydrid (d. h. unter nicht-erfindungsgemäßen Bedingungen) arbeitet, erhält man 51,4 g (Umwandlungsgrad 36%) Polymeres, das einen [<(]-Wert von 4,04 (der ein sehr hohes Molekulargewicht anzeigt) und keine Acetat-Endgruppen aufweist.If one works in an analogous manner, but in the absence of acetic anhydride (ie under conditions not according to the invention), 51.4 g (degree of conversion 36%) of polymer are obtained which has a [ <( ] value of 4.04 (which is a very indicates high molecular weight) and has no acetate end groups.
Man vermischt feuchten Katalysator (1 g mit einem Wassergehalt von 0,3 g) mit 30 ml (26,6 g) THF. dekantiert das THF und versetzt den Katalysator mit frischem THF (50 ml; 44,4 g) und 2,16 g (2 ml) Essigsäureanhydrid. Das Gemisch wird 4 Std. gerührt. Die verwendete Essigsäureanhydridmenge ist größer als jene, die zur Vereinigung mit dem ganzen vorhandenen Wasser zu Essigsäure erforderlich ist.The moist catalyst (1 g with a water content of 0.3 g) is mixed with 30 ml (26.6 g) of THF. decanted the THF and fresh THF (50 ml; 44.4 g) and 2.16 g (2 ml) acetic anhydride are added to the catalyst. The mixture is stirred for 4 hours. The amount of acetic anhydride used is greater than that required to combine with all the available water to acetic acid is required.
Anschließend filtriert man den Katalysator von der Reaktionsmasse ab, streift das Lösungsmittel im Vakuum ab und trocknet das Produkt bei 90°C/50 mm Hg; man erhält 12,5 g (Umwandlungsgrad 30%) Polymeres mit einem ['J-Wert von 0,30 (Probe 1).The catalyst is then filtered off from the reaction mass and the solvent is stripped off in vacuo and dry the product at 90 ° C / 50 mm Hg; 12.5 g (degree of conversion 30%) of polymer are obtained a ['J value of 0.30 (Sample 1).
Unter analogen Bedingungen, jedoch unter Verwendung von trockenem Katalysator und in Abwesenheit von Wasser, wird innerhalb von 2 Std. eine 38%ige Umwandlung des THF zu einem Polymeren mit einem [i,]-Wert von 0,78 (Probe 2) erzielt. Die Ergebnisse sind aus der nachstehenden Gegenüberstellung ersichtlich:Under analogous conditions, but using dry catalyst and in the absence of Water, there will be a 38% conversion of the THF to a polymer with an [i,] value within 2 hours of 0.78 (sample 2) was achieved. The results can be seen from the comparison below:
Ü Proben- Katalysator*) THF Essigsäure- Dauer PTMEG Umwand- [,,]Ü Sample catalyst *) THF acetic acid duration PTMEG conversion [,,]
f Nr. anhydrid lungsgradf No. anhydride degree of efficiency
g g g Std. g %g g g hours g%
1 0,7 44,4 2,16 4 12,5 30 0,301 0.7 44.4 2.16 4 12.5 30 0.30
S5 2 0,84 72 2,1 2 27 38 0,78S5 2 0.84 72 2.1 2 27 38 0.78
*) Trockengewicht.*) Dry weight.
Man führt eine Reihe von getrennten, diskontinuierlichen Versuchen durch, wobei man das Gewichtsverhältnis des Essigsäureanhydrids zur Essigsäure von 9 :1 bis 1: 9 variiert. Zu diesem Zweck gäbt man jeweils 3 g Katalysatoren ein Reaktionsgefäß, fügt 70 ml (62 g) einer THF-Losung verschiedener Anteile von Essigsäureänhydrid und Essigsäure hinzu und rührt die Reaktionsmasse während der angegebenen Dauer bei 220C.A series of separate, discontinuous experiments is carried out, the weight ratio of acetic anhydride to acetic acid being varied from 9: 1 to 1: 9. For this purpose, 3 g of catalyst are added to a reaction vessel, 70 ml (62 g) of a THF solution of various proportions of acetic anhydride and acetic acid are added, and the reaction mass is stirred for the specified time at 22 ° C.
Von Zeit zu Zeit entnimmt man Proben zur Bestimmung des prozentualen Umwandlungsgrads des Molekulargewichts. Die Ergebnisse (Proben 3 bis 9) sind aus der nachstehenden Gegenüberstellung ersichtlich.From time to time samples are taken to determine the percentage conversion of the molecular weight. The results (samples 3 to 9) can be seen from the comparison below.
Aus den Versuchen geht hervor, daß das Molekulargewicht eine Funktion des Essigsäureanhydrid/Essigsäure-Gewichtsverhältnisses und der Dauer sein kann.The experiments show that the molecular weight is a function of the acetic anhydride / acetic acid weight ratio and the duration can be.
Proben-Nr Sample no
THFTHF
55,8 55,8 55,8 55,8 55,8 55,8 55,855.8 55.8 55.8 55.8 55.8 55.8 55.8
anhydrid
gacetic acid
anhydride
G
gacetic acid
G
verhältnis
Anhydrid/
SäureWeight
relationship
Anhydride/
acid
Std.duration
Hours.
lungsgrad
%Conversion
degree of efficiency
%
Nr.Rehearse-
No.
verhältnis
Anhydrid/
SäureWeight
relationship
Anhydride/
acid
Std. :duration
Hours. :
lungsgrad
%Conversion
degree of efficiency
%
20 25 30 20 25 30
Man rührt eine diskontinuierliche Polymerisation von THFanalog Beispiel 3 durch, wobei man 1 g Katalysator mit 0,36.i; Trifluoressigsäure und 21 ml (18,7 g) einer 10% Essigsäureanhydrid enthaltenden THF-Lösung verwendet. Dabei werden nachstehende Ergebnisse erzielt (Proben 10 bis 12):A batchwise polymerization of THF analogously to Example 3 is stirred through, 1 g of catalyst being added with 0.36.i; Trifluoroacetic acid and 21 ml (18.7 g) of a THF solution containing 10% acetic anhydride were used. The following results are obtained (samples 10 to 12):
4040
Die erhaltenen Polymeren stellen viskose Öle dar, welche sowohl Acetat- als auch Trifluoracetat-Endgruppen aufweisen. ■The polymers obtained are viscous oils which have both acetate and trifluoroacetate end groups exhibit. ■
Ein Gemisch aus 75,5 g THF, 3,1 g Propionsäureanhydrid und 1 g Katalysator wird 4 Std. gerührt.
Anschließend filtriert man den Katalysator ab und destilliert das nicht-umgesetzte THF im Vakuum ab; dabei
erhält man 24,1 g (Umwandlungsgrad 33,5%) Polymeres mit Propionät-Endgrüppen.A mixture of 75.5 g of THF, 3.1 g of propionic anhydride and 1 g of catalyst is stirred for 4 hours.
The catalyst is then filtered off and the unreacted THF is distilled off in vacuo; this gives 24.1 g (degree of conversion 33.5%) of polymer with propionate end groups.
Ein Gemisch aus 75,5 g THF, 4,2 g Ameisensäure/Essigsäureanhydrid und 1 g Katalysator wird 2V2 Std. gerührt.A mixture of 75.5 g of THF, 4.2 g of formic acid / acetic anhydride and 1 g of catalyst is stirred. 2V 2 hours.
Anschließend filtriert man den Katalysator ab und destilliert das nicht-umgesetzte THF im Vakuum ab; man erhält 16,3 g (Umwandlungsgrad 23%) Polymeres mit einem [//]-Wert von 0,33.The catalyst is then filtered off and the unreacted THF is distilled off in vacuo; man receives 16.3 g (degree of conversion 23%) of polymer with a [//] value of 0.33.
Ein Gemisch aus 72 g THF, 5 g Propionsäureanhydrid, 3 g Essigsäure und 1 g Katalysator wird 6 Std. gerührt. Man filtriert den Katalysator vom Gemisch ab und analysiert dieses. Die Kernresonanzspektroskopie ergibt,A mixture of 72 g of THF, 5 g of propionic anhydride, 3 g of acetic acid and 1 g of catalyst is stirred for 6 hours. The catalyst is filtered off from the mixture and analyzed. Nuclear magnetic resonance spectroscopy shows
6060
daß 19% des THF zu einem Polymeren mit Propionat- und Aceiatendgruppen (Verhältnis 3 :2) und einem Durchschnittsmolekulargewicht (Zahlenmittel) (Mn) von 1500 umgewandelt wurden.that 19% of the THF was converted to a polymer with propionate and aciate end groups (ratio 3: 2) and a number average molecular weight (Mn) of 1500.
Ein Gemisch aus 2 g katalysator, 100 g THF, 10 g PTMEG mit einem Mn von 650 und 6 g Essigsäureanhydrid wird 4 Std. bei 25°C gerührt. Anschließend filtriert man den Katalysator vom Gemisch ab. Das nicht-umgesetzte Monomere wird im Vakuum abdestilliert. Die Polymerausbeute beträgt 42 g, das Molekulargewicht des PTMEG-Diacetats 2000.A mixture of 2 g of catalyst, 100 g of THF, 10 g of PTMEG with an Mn of 650 and 6 g of acetic anhydride is stirred at 25 ° C. for 4 hours. The catalyst is then filtered off from the mixture. The unreacted monomer is distilled off in vacuo. The polymer yield is 42 g and the molecular weight of the PTMEG diacetate is 2000.
Eine gemäß Beispiel 1 getrocknete 1-g-Probe Katalysator wird einem Monomergemisch aus 80 g THF und 20 g 3-Methyltetrahydrofuran (3 MeTHF) einverleibt. Danach setzt man ein Gemisch aus 9 g Essigsäureanhydrid und 1 g Essigsäure zu und rührt den Ansatz 4 Std. bei 22°C. Anschließend bricht man die Polymerisation ab, indem man den Katalysator von der farblosen, viskosen Polymerlösung abfiltriert. Dann destilliert man das nicht-umgesetzte Monomere im Vakuum von der Reaktionsmasse ab. Das Polymerprodukt wird mit Wasser extrahiert und bei 80°C/2 mm Hg bis zur Gewichtskonstanz getrocknet.A 1 g sample of catalyst dried according to Example 1 is added to a monomer mixture of 80 g of THF and 20 g 3-methyltetrahydrofuran (3 MeTHF) incorporated. A mixture of 9 g of acetic anhydride is then used and 1 g of acetic acid are added and the batch is stirred at 22 ° C. for 4 hours. The polymerization is then stopped, by filtering off the catalyst from the colorless, viscous polymer solution. Then you distill that unreacted monomers from the reaction mass in vacuo. The polymer product is made with water extracted and dried at 80 ° C / 2 mm Hg to constant weight.
Grad der Umwandlung zum Diacetat-Copolymeren: 56%Degree of conversion to diacetate copolymer: 56%
Ausbeute an reinem Copolymeren (bezogen auf m Yield of pure copolymers (based on m
das gesamte Polymere): 94% Ithe total polymer): 94% I.
Mn 3130 Mn 3130
Zusammensetzung des Copolymeren: 11 Mol-% 3 MeTHF-Einheiten $Composition of the copolymer: 11 mol% 3 MeTHF units
89 Mol-% THF-Einheiten89 mole percent THF units
Eine gemäß Beispiel 1 getrocknete 1-g-Probe Katalysator wird einemMonomergemischaus40gTHFund lOg 2-Methyltetrahydrofuran (2 MeTHF) einverleibt. Dann fügt man ein Gemisch aus 4,5 g Essigsäureanhydrid und 0,5 g Essigsäure hinzu und rührt den Ansatz 5 Stunden. Hierauf bricht man die Polymerisation ab, indem man , den Katalysator von der farblosen, viskosen Polymerlösung abfiltriert. Dann destilliert man das nicht-umgesetzte Polymere im Vakuum von der Reaktionsmasse ab. Das Polymerprodukt wird mit Wasser ausgewaschen und gemäß Beispiel 9 getrocknet.A 1 g sample of catalyst dried according to Example 1 is added to a monomer mixture of 40 g THF and 10 g 2-methyltetrahydrofuran (2 MeTHF) incorporated. Then you add a mixture of 4.5 g of acetic anhydride and 0.5 g of acetic acid are added and the batch is stirred for 5 hours. The polymerization is then stopped by , the catalyst is filtered off from the colorless, viscous polymer solution. Then the unreacted is distilled Polymers in a vacuum from the reaction mass. The polymer product is washed out with water and dried according to Example 9.
Grad der Umwandlung zum Diacetat-Copolymeren: 44%
Ausbeute an reinem Copolymeren (bezogen auf
das gesamte Polymere): 89%Degree of conversion to diacetate copolymer: 44%
Yield of pure copolymers (based on
all polymer): 89%
Mn 1800 Mn 1800
Zusammensetzung des Copolymeren: 6,5% 2 MeTHF-EinheitenComposition of the copolymer: 6.5% 2 MeTHF units
93,2% THF-Einheiten93.2% THF units
Beispiel 11 j?( Example 11 j? (
Man verwendet in diesem Beispiel einen vertikalen Rohrreaktor mit einem Volumen von 50 ml und einem fj In this example, a vertical tubular reactor with a volume of 50 ml and a fj
Innendurchmesser von 25 mm, der an jedem Rohrende Siebpackungen (lichte Maschenweite 0,120 mm aus rostfreiem Stahl zwecks Zurückhaltung des Katalysators aufweist. Ferner ist der Reaktor mit Ventilen und Rohren ausgestattet, mit deren Hilfe die Reaktionskomponenten unterhalb der untersten Siebpackung eingespeist und die (nicht-umgesetzten) Reaktionskomponenten und Produkte oberhalb der obersten Siebpackung abgezogen werden. Der Reaktor befindet sich in einem bei konstanter Temperatur gehaltenen Bad.Inside diameter of 25 mm, the sieve packs (clear mesh size 0.120 mm made of rustproof Has steel for the purpose of holding back the catalyst. Furthermore, the reactor is equipped with valves and pipes equipped, with the help of which the reaction components are fed in underneath the bottom sieve pack and the (unreacted) reaction components and products drawn off above the uppermost sieve pack will. The reactor is located in a bath kept at a constant temperature.
Man verwendet ein Ausgangsmaterial aus 90% THF, 9% Essigsäureanhydrid und 1% Essigsäure. In der Reaktorkammer werden 5 g gemäß Beispiel 1 getrockneter Katalysator vorgelegt. Die Zufuhr der Reaktionskomponenten und die Austragung des Produkts werden mit einer solchen Geschwindigkeit vorgenommen, daß eine geregelte Verweilzeit erzielt wird.A starting material of 90% THF, 9% acetic anhydride and 1% acetic acid is used. In the reactor chamber 5 g of catalyst dried according to Example 1 are initially introduced. The supply of the reaction components and the discharge of the product are carried out at such a speed that a regulated residence time is achieved.
Bei einer Verweilzeit von 190 Min. wird ein THF/PTMEA-Umwandlungsgrad von 49% erzielt. Das Produkt weist ein Mn von 1500 bis 2000 auf. Bei einer Kontaktdauer von 425 Min. beträgt der Umwandlungsgrad 74%, während das Polymere ein Mn von 900 bis 1200 aufweist. Im selben Reaktor mit demselben Ausgangsmaterial bei einer Verweilzeit von 43 Min. durchgeführte Versuche ergeben einen THF-Umwandlungsgrad von 39% und eine Produktivität von 5 g PTMEA/g Katalysator/Std.With a residence time of 190 minutes, a THF / PTMEA degree of conversion of 49% is achieved. The product has an Mn of 1500 to 2000. With a contact time of 425 minutes, the degree of conversion is 74%, while the polymer has an Mn of 900 to 1200. Experiments carried out in the same reactor with the same starting material with a residence time of 43 minutes give a THF degree of conversion of 39% and a productivity of 5 g PTMEA / g catalyst / hour.
Man kann im selben System entweder nach der Aufwärtsstrom- oder nach der Abwärtsstrommethode arbeiten. Either the upflow or the downflow method can be used in the same system.
In diesem Beispiel verwendet man einen mit Rückvermischung arbeitenden Aufschlämmungs- bzw. Suspensionsreaktor mit einem Fassungsvermögen von 100 ml.A back-mixing slurry reactor is used in this example with a capacity of 100 ml.
Der Reaktor wird mit einem Flüssigkeitsvolumen von 50 ml betrieben. Das Reaktionsgemisch wird mit Hilfe eines Magnetrührers gerührt. Der Reaktor befindet sich in einem bei konstanter Temperatur gehaltenen BadiThe reactor is operated with a liquid volume of 50 ml. The reaction mixture is with the help stirred with a magnetic stirrer. The reactor is located in a bath kept at a constant temperature
Unter Verwendung einer Anfangsbeschickung von 1 g Katalysator (getrocknet gemäß Beispiel IJ und eines
Ausgangsmaterials mit einem Gehalt von3,5% Essigsäureanhydrid und 1,5% Essigsäure in THF wird der Reaktor
bei 42°C betrieben. Die Verweilzeit beträgt 52 Minuten. Nach Erzielung des stationären Zuslands wird festgestellt,
daß sich ein Polymeres (Umwandlungsgrad 21%) mit einem Mn von 2000 bis 2200 gebildet hat. Die Produktivität
dieses Systems beträgt 11,1 g PTMA/g Katalysator/Std.Using an initial charge of 1 g of catalyst (dried according to Example IJ and one
Starting material containing 3.5% acetic anhydride and 1.5% acetic acid in THF, the reactor is operated at 42 ° C. The residence time is 52 minutes. After the steady state has been reached, it is found that a polymer (degree of conversion 21%) with an Mn of 2000 to 2200 has formed. The productivity of this system is 11.1 g PTMA / g catalyst / hour.
Ein unter denselben Betriebsbedingungen, jedoch in einem Rohrreaktor durchgeführter analoger Versuch liefert 9 g PTMEA/g Katalysator/Stunde. Das PTMEA weist ein Mn von 4800 auf.An analogous experiment carried out under the same operating conditions but in a tubular reactor yields 9 g PTMEA / g catalyst / hour. The PTMEA has an Mn of 4800.
1111th
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SO3HX-C-Y
SO 3 H
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---|---|---|---|---|
EP0004356B1 (en) * | 1978-03-16 | 1982-12-15 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Polyurethanes prepared with tetrahydrofuran-alkylene oxide polymerizates having low oligomeric cyclic ether content, processes for preparing the same, and articles and fibers of the polyurethanes |
FR2429802A1 (en) * | 1978-06-30 | 1980-01-25 | Du Pont | Prepn. of co:polyether glycol! with terminal ester gps. - by copolymerising THF with alkylene oxide or cyclic acetal using (co)polymer of unsatd. monomer(s) as catalyst |
DE3004328A1 (en) * | 1980-02-06 | 1981-08-13 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | POLYTETRAHYDROFURANE WITH ACRYLATE OR METHACRYLATE END GROUPS |
DE3013927A1 (en) * | 1980-04-11 | 1981-10-22 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | METHOD FOR PRODUCING POLYMERS CONTAINING HYDROXYL GROUPS |
US4393199A (en) | 1981-05-12 | 1983-07-12 | S R I International | Cationic polymerization |
DE3410069A1 (en) * | 1984-03-20 | 1985-10-03 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | METHOD FOR PRODUCING POLYMERS CONTAINING HYDROXYL GROUPS |
DE4325023A1 (en) * | 1993-07-26 | 1995-02-02 | Basf Ag | Process for the preparation of polytetrahydrofuran or tetrahydrofuran-alkylene oxide copolymers |
DE19527532A1 (en) * | 1995-07-27 | 1997-01-30 | Basf Ag | Process for the preparation of polyoxytetramethylene glycol |
DE19719875A1 (en) * | 1997-05-12 | 1998-11-19 | Basf Ag | Process for the polymerization of cyclic ethers |
Family Cites Families (3)
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