CH361133A - Verfahren zur Herstellung von Polystyrol - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung von Polystyrol
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Polymerisation von Styrol, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man Styrol in Gegenwart eines Katalysators der Formel   RnTiX (4¯n,    polymerisiert, in welcher R eine gesättigte oder ungesättigte, gegebenenfalls substituierte, vorzugsweise 1 bis 16 C-Atome aufweisende Alkylgruppe, X entweder RO- oder Halogen und n 1 oder 2 ist.



   Das Halogen X ist vorzugsweise Chlor, Brom oder Jod, da die Fluoride meist nicht so leicht zugänglich sind.



   Es wurde gefunden, dass bei Verwendung solcher Katalysatoren freie Radikale in vorbestimmbarer und reproduzierbarer Weise gebildet werden. Der bei der Polymerisation sich abspielende Mechanismus ist nicht genau bekannt; doch nimmt man an, dass die Ti-C Bindungen in solchen Verbindungen homolytisch unter Bildung freier Radikale gespalten werden. Bei   An-    wendung dieser Verbindungen findet deshalb kontinuierlich während einer längeren Zeitperiode die Bildung freier Radikale statt, so dass es möglich ist, freie Radikale während der ganzen Polymerisationsreaktion zur Verfügung zu haben. Die freien Radikale bewirken die Bildung von Ketteninitiatoren, welche die Energie für die Polymerisationsreaktion liefern.

   Die Rolle des Titanatoms in den Verbindungen ist nicht vollkommen abgeklärt; doch nimmt man an, dass es einen Einfluss auf die Molekularkonfiguration und Grösse des Polymerisats hat.



   Alle beim erfindungsgemässen Verfahren verwendeten   Katalysatorverbindungen    unterliegen der homolytischen Spaltung von Ti-C-Bindungen mit bestimmbarer Geschwindigkeit, die durch folgende Faktoren beeinflusst wird:    1. die Zahl der R-Gruppen; R, ! liefert Ketteninitia-    toren schneller als   R1;   
2. Halogen liefert Ketteninitiatoren schneller als Alkoxygruppen;
3. mit zunehmender Temperatur nimmt die Ketteninitiation zu;
4. die Art des Lösungsmittels.



   Es ist möglich, Katalysatoren mit 1 oder 2 Ti-C Bindungen auszuwählen, die bei Zimmertemperatur innerhalb beträchtlich   unterschiediicher    Zeiträume der homolytischen Spaltung unterliegen.



   Die meisten dieser Katalysatoren sind in den Lösungsmitteln, welche üblicherweise zur Durchführung der Polymerisation verwendet werden, löslich, so dass man wirksame und leistungsfähige homogene Reaktionssysteme erhält.



   Die erfindungsgemäss zu verwendenden Katalysatoren sind einfach herzustellen. Man kann die Reagenzien einfach miteinander vermischen und entweder sogleich als Polymerisationsmittel verwenden oder die Reaktionsprodukte abtrennen und bis zu ihrer Verwendung lagern.



   Bei der Polymerisation von Styrol wird der Katalysator vorzugsweise in einem Lösungsmittel verwendet.



  Hierzu eignen sich u. A. Hexan, Cyclohexan, Benzol, Toluol, n-Heptan, Xylol und dergleichen. Die Reaktion kann in gewissen Fällen bei Zimmertemperatur erfolgen. Es wurde aber gefunden, dass sich das Polystyrol bei Temperaturen, die über Zimmertemperatur liegen, leichter bildet. Nach Beendigung der Reaktion kann das Polystyrol aus dem Gefäss genommen und zwecks Entfernung des Lösungsmittels und der Nebenprodukte der Reaktion gewaschen werden.



   Beispiel I
Bei der Polymerisation von Styrol verwendet man als Katalysator Dimethyltitan-diohlorid. Das Dimethyltitandichlorid wird erhalten durch Umsetzung von  0,04 Mol Titantetrachlorid mit 0,08 Mol Methylmagnesiumjodid in 50   ml    Äther. 0,036 Mol des Katalysators werden in 160 ml n-Hexan gelöst und in einen   2 1 fassenden    Behälter gegeben.



   Dazu gibt man 500 g Styrol und erhitzt unter Rühren 24 Stunden auf 50  C. Man kühlt ab, entfernt das Polystyrol und wäscht es. Man erhält in hoher Ausbeute ein weisses, lineares,   hochkristallines,    macromolekulares Polystyrol.



     Beispiel    2
Man verwendet Isopropyltitan-tributylat als Polymerisationskatalysator für Styrol. Der Katalysator wird erhalten durch Umsetzung von 1 Mol Isopropylmagnesiumchlorid mit 1 Mol Butyltitanat. 0,04 Mol des Katalysators werden in n-Heptan gelöst und mit 500 g Styrol vermischt. Die Mischung wird 15 Stunden auf 500 C erhitzt. Nach dem Abkühlen wird das Polystyrol entfernt und gewaschen. Es ist praktisch identisch mit demjenigen des Beispiels 1.



   Beispiel 3
Dimethyltitan-dichlorid wird wie im Beispiel 1 hergestellt. 0,04 Mol werden in   11    n-Heptan gelöst.



  Zur Katalysatorlösung gibt man 200 g Styrol und erwärmt 16 Stunden auf   40     C. Das erhaltene Polystyrol entsprach praktisch dem in den vorangehenden Beispielen erhaltenen.



   Beispiel 4
Dimethyltitan-diisopropylat wird hergestellt durch Umsetzung von 2 Mol Methylmagnesiumjodid mit 1 Mol Isopropyltitanat. 0,02 Mol dieses Katalysators werden in 600 g Toluol gelöst. Zur Lösung gibt man 150 g Styrol und rührt 8 Stunden. Das so erhaltene Styrol entspricht demjenigen des Beispiels 1, fällt aber in geringerer Ausbeute an.



   Aus den Beispielen ergibt sich klar, dass ein überlegener Typ von Polystyrol erhalten wurde, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er linear, kristallin und   makromolekular    ist. Die erfindungsgemäss hergestellten Produkte sind neu und infolge ihrer linearen und kristallinen Natur einzigartig und können für viele Zwecke, welche diese physikalischen Eigenschaften erfordern, verwendet werden.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Polystyrol, dadurch gekennzeichnet, dass man Styrol in Gegenwart eines Katalysators der Formel RnTiX (4II) polymerisiert, in der R eine gesättigte oder ungesättigte, gegebenenfalls substituierte Alkylgruppe, X entweder RO- oder Halogen und n 1 oder 2 ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass R eine Alkylgruppe mit 1-16 Kohlenstoffatomen ist.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass X eine Alkoxygruppe mit 1-16 Kohlenstoffatomen ist.