CH284053A - Verfahren zur Herstellung eines Gemisches von Polystryrolsulfonsäuren. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung eines Gemisches von     Polystyrolsulfonsäuren.       Die     Sulfonierung    von Polystyrol durch  Einwirkung von     Sulfonierungsmitteln    wie  Schwefelsäure,     Oleum    und     Chlorsulfonsäure     auf Polystyrol ist bekannt (vgl. deutsches  Reichspatent     Nr.580366).    Die nach diesen  Verfahren hergestellten     Sulfonsäuren    sind als  freie Säuren oder aber in Form ihrer     Alkali-          salze    in Wasser     quellbar,    jedoch nicht klar  löslich. Für viele Verwendungszwecke ist  letzteres ein grosser Nachteil.  



  Es wurde gefunden, dass die     Sulfonierung     von Polystyrol so durchgeführt werden kann,  dass     Polystyrolsulfonsäuren    entstehen, welche  als Säuren und     Alkalisalze    in Wasser klar  löslich sind.

   Das erfindungsgemässe Verfah  ren zur Herstellung eines Gemisches von     Poly-          styrolsulfonsäuren,    die als freie Säuren und  als     Alkalisalze    in Wasser klar löslich sind,  ist dadurch gekennzeichnet, dass man ein  Polystyrol, welches in     Toluollösung    von der  Konzentration 0,1     1/o    eine     Viskositätserhöhung     zwischen 1 und 100 % gegenüber dem Lö  sungsmittel ergibt, mit Additionsverbindun  gen von     Schwefelsäureanhydrid    an     cy        clische     Äther behandelt, wobei pro Grundmolekül des  Polystyrols 0,7 bis 1,

  2     Mol    Schwefelsäure  anhydrid umgesetzt werden. Als Additions  verbindungen sind besonders     Schwefelsäure-          anhydrid-Dioxan    und     Schwefelsäureanhydrid-          Thioxan    geeignet.  



  Der genannte Unterschied zwischen den  Erzeugnissen der bekannten Verfahren und  denjenigen des vorliegenden Patentes beruht  wahrscheinlich darauf, dass nach den bekann-         ten    Verfahren beim Sulfonieren nicht nur       Sulfonsäure-,    sondern auch     Sulfongruppen    ent  stehen, welche die     Polystyrolmoleküle    unter  sich  vernetzen , während beim erfindungs  gemässen Verfahren eine  Vernetzung durch       Sulfongruppen     kaum eintritt, das heisst jene  Nebenreaktion praktisch vermieden wird.  



  Man hat bereits organische Verbindungen  mit dem     Anlagerungsprodukt    von     Sehwefel-          säureanhydrid    an     Dioxan        sulfuriert.    Es war  aber daraus keineswegs vorauszusehen und ist  sehr überraschend, dass mit Polystyrol nur  dann klar wasserlösliche     Sulfurierungspro-          dukte    erhalten werden, wenn mit     Anlagerungs-          verbindungen    von     Schwefelsäureanhydrid    an       cyclische    Äther sulfoniert wird.  



  Die erfindungsgemäss erhaltenen     Sulfon-          säuren    und deren     Alkalisalze    sind gute  Schutzkolloide und können auch im grossen  leicht in farbloser Form hergestellt werden.  Sie können beispielsweise zur Verbesserung  der     Eigenschaften    von     Waschmitteln,    als       Emulgatoren    und Verdickungsmittel oder zur  feinen Verteilung von Farbstoffen und von  Schädlingsbekämpfungsmitteln verwendet wer  den.  



  <I>Beispiel:</I>  In eine Mischung von 11 Gewichtsteilen       Dioxan    und 40     Volumteilen.        Tetrachlorkoh-          lenstoff    werden unter Kühlung 10 Gewichts  teile     Schwefelsäureanhydrid    langsam einge  tragen.

   Es bildet sieh unter starker Wärme  entwicklung die sieh ausscheidende Anlage  rungsverbindung von 1     Mol        S03    an 1     Mol              Dioxan.    Zu dieser     Mischung    werden 13 Ge  wichtsteile Polystyrol, gelöst in 40     Volum-          teilen        Tetrachlorkohlenstoff,    gegeben und bei  Raumtemperatur während einiger Stunden  gut durchgemischt, so dass pro Grundmolekül  des Polystyrols, das heisst pro     Benzolring,     1     Mol        'Schwefelsäureanhydrid    umgesetzt wird.

    Das verwendete Polystyrol hat eine solche  Molekülgrösse, dass es in     Toluollösung    von der  Konzentration<B>0,1.</B>     o/o    eine     Viskositätserhöhung          von        10        %        gegenüber        dem        Lösungsmittel        er-          gibt.    Nach Zugabe von Wasser trennt sich  beim Zentrifugieren das Gemisch in zwei  Schichten. Die untere, bestehend aus dem       Tetrachlorkohlenstoff    und einem Teil des ver  wendeten     Dioxans,    wird abgelassen.

   Die wäs  serige Schicht enthält das Gemisch der     Poly-          styrolsulfonsäuren,    welches direkt oder nach       Überführung    in das Gemisch der     Natriumsalze     durch Zugabe von Natronlauge zur Trockne  eingedampft wird.  



  Das so erhaltene Gemisch der freien     Sul-          fonsäuren    sowie das Gemisch der     Natriumsalze     ist in     'Wasser    klar löslich. Die wässerigen Lö  sungen sind viskos und farblos.  



  An Stelle von     Dioxan    kann mit dem glei  chen Ergebnis auch     Thioxan    verwendet wer  den.    Ein für das     erfindungsgemässe    Verfahren  als Ausgangsstoff dienliches Polystyrol stellen  beispielsweise die folgenden Handelsprodukte  dar.       Trolitul ,     Lustrex L 2020     Cry        stal ,           Koppers    Grade PS .

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung eines Gemisches von Polystyrolsulfonsäuren, die als freie .Säu ren und als Alkalisalze in Wasser klar löslich sind, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Polystyrol, welches in Toluollösung von der Konzentration 0,1% eine Viskositätserhöhung zwischen 1 und 100% gegenüber dem Lö- sungsmittel ergibt,

   mit Additionsverbindun gen von Schwefelsäureanhy drid an cy elische Äther behandelt, wobei pro Grundmolekül des Polystyrols 0,7 bis 1,2 Mol Schwefelsäureanhy- drid umgesetzt werden. UNTERANSPRUCH Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da.ss man als Additionsverbin dung Schwefelsäureanhydrid-Dioxan verwen det.