ES2203097T3 - Procedimiento para la obtencion de copolimeros en bloques mediante polimerizacion anionica retardada. - Google Patents
Procedimiento para la obtencion de copolimeros en bloques mediante polimerizacion anionica retardada.Info
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Abstract
Procedimiento para la obtención de copolímeros en bloques a partir de monómeros y dienos aromáticos vinílicos en presencia de al menos un organilo metálico alcalino o alcoholato metálico alcalino o al menos un organilo de magnesio, aluminio o cinc, caracterizado porque se polimeriza a una concentración de monómeros inicial en el intervalo de un 50 a un 100% en volumen.
Description
Procedimiento para la obtención de copolimeros en
bloques mediante polimerización aniónica retardada.
La invención se refiere a un procedimiento para
la obtención de copolímeros en bloques a partir de monómeros y
dienos aromáticos vinílicos.
La polimerización aniónica se desarrolla en
general muy rápidamente, de modo que se dificulta un control a
escala industrial debido al considerable desprendimiento de calor.
Si se reduce la temperatura de polimerización, la viscosidad
aumenta en medida demasiado elevado especialmente en disoluciones
concentradas. Una reducción de la concentración iniciadora aumenta
el peso molecular del polímero deformado. Un control de la reacción
mediante una correspondiente dilución de los monómeros conduce a
una demanda de disolvente elevada y a rendimientos
espacio-tiempo más reducidos.
Por lo tanto, se propuso diferentes adiciones a
los iniciadores de polimerización aniónicos, que influyen sobre la
velocidad de polimerización.
En Welch, Journal of the American Chemical
Society, Vol 82 (1960), páginas 6.000-6.005 se
informa sobre la influencia de ácidos de Lewis y bases de Lewis
sobre la velocidad de polimerización aniónica de estireno. De este
modo se descubrió que cantidades reducidas de bases de Lewis, como
éter y aminas, aceleran la polimerización de estireno iniciada por
n-butillitio a 30ºC en benceno, mientras que los
ácidos de Lewis, como alquilos de cinc y aluminio, reducen la
velocidad de polimerización, o bien detienen la polimerización en
cantidades sobreestequiométricas.
Hsieh y Wang investigan en Macromolecules, Vol 19
(1966), páginas 299 a 304 la formación de complejos de
dibutilmagnesio con el iniciador de alquillitio o bien la cadena de
polímero viva en presencia y ausencia de tetrahidrofurano, y
descubren que el dibutilmagnesio reduce la velocidad de
polimerización de estireno y butadieno sin influir sobre la
estereoquímica.
Por la solicitud de patente US 3 716 495 son
conocidas composiciones de iniciador para la polimerización de
dienos conjugados y compuestos aromáticos vinílicos, en los cuales
se consigue un aprovechamiento más efectivo del alquilo de litio
como iniciador mediante la adición de un alquilo metálico de un
metal del grupo 2a, 2b o 3a, del Sistema Periódico, por ejemplo
dietilcinc, y compuestos polares, como éteres y aminas. Debido a
las altas cantidades de disolvente, temperaturas relativamente
reducidas y largos tiempos de reacción necesarios, en el intervalo
de algunas horas, los rendimientos espacio-tiempo
son correspondientemente reducidos.
La WO 97/33923 describe composiciones de
iniciador para la polimerización aniónica de monómeros vinílicos,
que contienen álcali y compuestos de magnesio con restos
hidrocarburo, y presentan una proporción molar de [Mg]/[metal
alcalino] de al menos 4.
La solicitud de patente no prepublicada
PCT/EP97/04497 se describe procedimientos continuos para la
polimerización o copolimerización aniónica de monómeros de estireno
o dieno con alquilo metálico alcalino como desencadenante de
polimerización en presencia de un elemento que se presenta al menos
divalente como regulador de velocidad.
La solicitud de patente PCT/EP97/04498,
igualmente no prepublicada, describe procedimientos para la
polimerización aniónica de dienos y/o monómeros aromáticos
vinílicos en un monómero aromático vinílico o mezclas de monómeros
en presencia de un alquilo o arilo metálico de un elemento que se
presenta al menos divalente sin adición de bases de Lewis.
Para la polimerización de dienos conjugados con
enlace 1,4-trans elevado, a modo de ejemplo por la
EP-A 0 234 512 son conocidas diferentes mezclas de
iniciadores, que pueden contener metales alcalinos, alcalinotérreos,
aluminio, cinc, o metales alcalinos raros. La solicitud de patente
alemana sin examinar 26 28 380 enseña, por ejemplo, el empleo de
aluminatos alcalinotérreos como cocatalizador a un iniciador
orgánico de litio para la obtención de polímeros o copolímeros de
dienos conjugados con un alto contenido en enlaces
trans-1,4 y contenidos reducidos en enlaces 1,2 ó
3,4. Esto conducirá a un aumento de la velocidad de
polimerización.
Es tarea de la invención poner a disposición un
procedimiento para la obtención de copolímeros en bloques a partir
de monómeros y dienos aromáticos vinílicos, que no presente los
inconvenientes citados anteriormente, y que sea realizable de
manera controlada en especial a altas concentraciones de
monómeros.
Por consiguiente se encontró un procedimiento
para la obtención de copolímeros en bloques a partir de monómeros y
dienos aromáticos vinílicos, polimerizándose los monómeros en
presencia de al menos un organilo metálico alcalino o alcoholato
metálico alcalino, y al menos un organilo de magnesio, aluminio o
cinc.
Como organilos metálicos alcalinos se pueden
emplear los alquilos, arilos o aralquilos metálicos alcalinos mono-,
bi- o multifuncionales empleados habitualmente como iniciadores de
polimerización aniónicos. Convenientemente se emplean compuestos
orgánicos de litio, como etil-, propil-, isopropil-,
n-butil-, sec-butil-,
terc-butil-, fenil-, difenilhexil-, hexametilendi-,
butadienil-, isoprenil-, poliestirillitio, o los multifuncionales
1,4-dilitiobutano,
1,4-dilitio-2-buteno
o 1,4-dilitiobenceno. La cantidad requerida de
organilo metálico alcalino se ajusta al peso molecular deseado, al
tipo y cantidad de organilos metálicos adicionales empleados, así
como la temperatura de polimerización. Por regla general, esta se
sitúa en el intervalo de 0,0001 a un 5% en moles, referido a la
cantidad de monómeros total.
Como alcoholatos metálicos alcalinos se pueden
emplear alcoholatos alifáticos, aromáticos o aralifáticos de litio,
sodio o potasio, aislados o en mezclas. Son ejemplos a tal efecto
metanolato, etanolato, n-propanolato,
isopropanolato, n-butanolato,
sec-butanolato, terc-butanolato,
n-pentanolato, isopentanolato, hexanolato,
amilalcoholato, fenolato, mentolato,
2,4-di-terc-butilfenolato,
2,6-di-terc-butilfenolato,
3,5-di-terc-butilfenolato,
2,4-di-terc-butil-4-metil-fenolato,
trimetilsilanoato de litio, sodio o potasio. Preferentemente se
emplean los metanolatos, etanolatos, fenolatos
terc-butil-substituidos, o
alcoholatos de alquilo ramificados, en especial
terc-butilato, amilato o
3,7-dimetil-3-octanoato
de litio.
Los organilos de magnesio apropiados son aquellos
de la fórmula R_{2}Mg, significando los restos R,
independientemente entre sí, hidrógeno, halógeno, alquilo con 1 a
20 átomos de carbono o arilo con 6 a 20 átomos de carbono.
Preferentemente se emplean los compuestos de etilo, propilo, butilo,
hexilo u octilo disponibles como productos comerciales. De modo
especialmente preferente se emplea el (n-butil)
(s-butil)magnesio soluble en
hidrocarburos.
Como organilos de aluminio se pueden emplear
aquellos de la fórmula R_{3}Al, significando los restos R,
independientemente entre sí, hidrógeno, halógeno, alquilo con 1 a
20 átomos de carbono o arilo con 6 a 20 átomos de carbono. Los
organilos de aluminio preferentes son los trialquilos de aluminio.
De modo especialmente preferente se emplea triisobutilaluminio.
Como organilos de cinc se pueden emplear aquellos
de la fórmula R_{2}Zn, significando los restos R,
independientemente entre sí, hidrógeno, halógeno, alquilo con 1 a
20 átomos de carbono o arilo con 6 a 20 átomos de carbono. Los
organilos de cinc preferentes son los dialquilos de cinc. De modo
especialmente preferente se emplea dietilcinc.
Los alquilos de aluminio, magnesio o cinc se
pueden presentar también completa o parcialmente hidrolizados,
alcoholizados o aminolizados.
De modo especialmente preferente se emplea
sec-butilolitio en combinación con dibutilmagnesio o
triisobutilaluminio.
Las proporciones molares de organilos metálicos
entre sí pueden variar en amplios límites, y se ajustan sobre todo
a la acción retardante deseada, a la temperatura de polimerización,
a la composición y concentración de monómeros, así como al peso
molecular deseado.
La proporción molar de magnesio, aluminio o bien
cinc, respecto a metal alcalino, se sitúa preferentemente en el
intervalo de 0,1 a 100, preferentemente en el intervalo de 1 a
100.
En una forma de realización preferente se
polimeriza en presencia de un organilometálico alcalino, de un
organilo de aluminio y de un organilo de magnesio. La proporción
molar de magnesio respecto a metal alcalino se sitúa
convenientemente en el intervalo de 0,2 a 3,8, la proporción molar
de aluminio respecto a metal alcalino en el intervalo de 0,2 a 4.
La proporción molar de magnesio respecto a aluminio se sitúa
preferentemente en el intervalo de 0,005 a 8.
En el procedimiento según la invención se emplean
principalmente organilos metálicos alcalinos, organilos de magnesio,
aluminio y cinc. Preferentemente, los organilos de bario, calcio o
estroncio están presentes sólo en cantidades ineficaces, que
influyen sólo de manera despreciable sobre la velocidad de
polimerización o los parámetros de copolimerización. Tampoco deben
estar presentes las cantidades considerables metales de transición
o lantanoides, en especial titanio o circonio.
Los organilos de metal alcalino, magnesio,
aluminio y cinc se pueden añadir a la mezcla de monómeros
conjuntamente o por separado, de manera simultanea o retrasada
temporalmente. Preferentemente se emplean los alquilos de metal
alcalino, magnesio y aluminio como composición de iniciador
premezclada.
Para la obtención de la composición de iniciador
se pueden disolver y mezclar los organilo de metal alcalino,
organilos de magnesio, aluminio y cinc en un hidrocarburo inerte, a
modo de ejemplo n-hexano, ciclohexano, aceite blanco
o tolueno como disolvente. Preferentemente se mezcla de manera
homogénea a los organilos metálicos disueltos en los hidrocarburos,
y se deja madurar al menos dos horas, de modo preferente al menos
20 minutos a una temperatura en el intervalo de 0 a 120ºC. En caso
dado, a tal efecto se puede añadir un disolvente, a modo de ejemplo
difeniletileno, para impedir la precipitación de uno de los
componentes de esta disolución de iniciador.
El sistema iniciador puede influir sobre los
parámetros de copolimerización de monómeros y dienos aromáticos
vinílicos. Según el tipo y las proporciones cuantitativas de
organilos metálicos se obtiene, por consiguiente, bloques blandos B
o B/S, con un contenido más elevado o reducido en monómeros
aromáticos vinílicos. A modo de ejemplo, en el caso de empleo de
s-butillitio y dibutilmagnesio y una proporción
molar Mg/Li por debajo de 2, en la copolimerización de estireno y
butadieno se obtiene bloques de butadieno con fracción de estireno
reducida. En proporciones de Mg/Li por encima de 4 se obtiene
preferentemente un bloque blando de
butadieno-estireno estadístico B/S. La
incorporación estadística de estireno se favorece además mediante
empleo de alcóxidos, como alcóxidos de dialquilaluminio o alcóxidos
de potasio.
El retraso no influye apenas sobre las
velocidades de polimerización relativas de estireno y butadieno, es
decir, el butadieno se polimeriza muy lentamente, y actúa en mezcla
con estireno, por sí mismo, retardando la velocidad de conversión
bruta.
Los monómeros preferentes son estireno,
\alpha-metilestireno,
p-metilestireno, etilestireno,
terc-butilestireno, viniltolueno o
1,1-difeniletileno, butadieno, isopreno,
2,3-dimetilbutadieno,
1,3-pentadieno, 1,3-hexadieno o
piperileno o sus mezclas.
La polimerización se puede llevar a cabo en
presencia de un disolvente. Como disolventes son apropiados los
hidrocarburos alifáticos, cicloalifáticos o aromáticos habituales
para la polimerización aniónica, con 4 a 12 átomos de carbono, como
pentano, hexano, heptano, ciclohexano, metilciclohexano,
iso-octano, benceno, alquilbencenos como tolueno,
xileno, etilbenceno o decalina, o mezclas apropiadas. El disolvente
no debía presentar naturalmente la alta pureza necesaria típicamente
para el procedimiento. Para la separación de substancias con
protones activos, a modo de ejemplo se pueden secar sobre óxido de
aluminio o tamiz molecular, y destilar antes de empleo.
Preferentemente se reutiliza el disolvente a partir del
procedimiento tras condensación y la citada purificación.
Mediante la composición y cantidad de organilos
metálicos es posible ajustar la acción retardante en amplios
intervalos de temperatura. De este modo, también se puede
polimerizar a concentraciones de monómero iniciales en el intervalo
de un 50 a un 100% en volumen, en especial de un 70 a un 100% en
volumen, que conducen a disolución de polímero altamente viscosas,
y requieren temperaturas más elevadas, al menos en el caso de
conversiones más elevadas.
Los productos objetivo son copolímeros en bloques
a partir de monómeros y dienos aromáticos vinílicos, preferentemente
se obtienen copolímeros en bloque de
estireno-butadieno.
Son preferentes copolímeros en bloques con al
menos un bloque duro S constituido por monómeros aromáticos
vinílicos, y al menos un bloque blando B constituidos por dienos, o
un bloque blando S/B constituidos por monómeros aromáticos
vinílicos y dienos con secuencia estadística. Los bloques blandos se
pueden formar esencialmente a partir de dienos (bloques blandos B),
o a partir de dienos y monómeros aromáticos vinílicos en secuencia
estadística (bloques S/B). Los bloques aislados pueden presentar
también un gradiente de monómero, a modo de ejemplo gradiente
B\rightarrowS/B, gradiente
(S/B)_{1}\rightarrow(S/B)_{2}, gradiente
B\rightarrowS, gradiente (S/B)\rightarrowS. Los bloques
blandos pueden estar compuestos también por diferentes bloques
blandos en cualquier orden, y repetirse varias veces, a modo de
ejemplo bloque B-S/B, bloque
(S(B)_{1}-(S/B)_{2}. De modo especialmente
preferente se obtienen los copolímeros en bloques lineales con las
estructuras en bloques S-B,
S-B-S.
S-S/B-S,
S-B-S/B-S,
S-S/B_{1}-S/B_{2}-S.
Los bloques aislados pueden presentar longitudes de bloque iguales o
diferentes, es decir, los copolímeros de tres bloques pueden ser
simétricos o asimétricos.
En este caso, las transiciones de bloques pueden
ser nítidas o estar extendidas, esto significa que los bloques S
contienen en la zona de transición una fracción considerable de
monómeros diénicos incorporados por polimerización y los bloques B
contienen una fracción considerable de monómeros aromáticos
vinílicos incorporados por polimerización.
Según estructura o composición, los copolímeros
en bloques presentan diferentes propiedades. Los copolímeros en
bloques preferentes son aquellos con propiedades elastómeras. Estos
contienen al menos la unidad de estructural
S-B-S o
S-S/B-S como copolímeros en bloque
lineal o en forma de estrella. La fase blanda como suma de todos
los bloques blandos se sitúa en el intervalo de un 50 a un 90% en
volumen, preferentemente en el intervalo de un 60 a un 80, de modo
especialmente preferente en el intervalo de un 65 a un 75% en
volumen.
Además son preferentes copolímeros en bloque
rígidos, que a su vez son tenaces al impacto en forma transparente.
Estos contienen igualmente al menos la unidad de estructura
S-B-S o
S-S/B-S como copolímero en bloques
lineal o en forma de estrella. La fase blanda como suma de todos
los bloques blandos se sitúa en el intervalo de un 5 a un 50% en
volumen, preferentemente en el intervalo de un 10 a un 40, de modo
especialmente preferente en el intervalo de un 15 a un 30% en
volumen. Es especialmente preferente una estructura de bloques
S1-S/B-S2 o
S_{1}-B\rightarrowS_{2} con transición
extendida y a una longitud de bloques de S1 entre 10.000 y 30.000
g/mol y una longitud de bloques de S2 por encima de 50.000
g/mol.
El procedimiento según la invención se puede
llevar a cabo en cualquier reactor resistente a presión y
temperatura, siendo posible en principio emplear reactores
remezcladores o no remezcladores (es decir, reactores con
comportamiento de caldera de agitación o reactor tubular). Según
selección de la concentración y composición de iniciador, del
desarrollo de procedimiento aplicado especialmente y otros
parámetros, como temperatura, y eventualmente desarrollo de
temperatura, el procedimiento según la invención conduce a
polímeros con peso molecular elevado reducido. Por ejemplo, son
apropiadas calderas de agitación, reactores de torre, columnas de
burbuja con circulación en bucles, así como reactores tubulares o
reactores de haz de tubos con o sin elementos de inserción. Los
elementos de inserción pueden ser elementos de inserción estáticos
o móviles.
Preferentemente se lleva a cabo la polimerización
de manera continua. A tal efecto son apropiados, por ejemplo,
reactores tubulares o reactores de haz de tubos con o sin elementos
mezcladores, como mezcladores de Sulzer, calderas de agitación o
CSTE (Continuous stirred tank reactor), columnas de burbujas con
circulación en bucles o reactores de circuito, reactores de torre,
reactores de List (autolimpiadores), extrusoras, etc. Los reactores
se pueden emplear aislados correspondientemente combinados, y
equipar de una o varias alimentaciones, a modo de ejemplo para
monómeros o iniciadores.
En especial si se añade poco o ningún disolvente,
se lleva a cabo una parte de la conversión, preferentemente la
conversión por encima de un 50%, en especial por encima de un 70%,
referido a la cantidad de monómero total, en un reactor o tramo de
reactor remezclador. A modo de ejemplo, a tal efecto son apropiados
reactores tubulares de haz de tubos, reactores de torre o
extrusoras. Preferentemente se emplea una extrusora cuyos ejes
están hermetizados hacia el mecanismo.
Con la composición de iniciador según la
invención se puede reducir claramente la velocidad de reacción sin
inconvenientes para las propiedades de polímeros frente a la
polimerización aniónica con un organilo alcalino, o bien aummentar
la temperatura; de est modo se posibilita por una parte distribuir
el desarrollo de calor de polimerización a través de un intervalo
de tiempo más largo, y con ello ajustar en un procedimiento
continuo el desarrollo de temperatura temporal, o bien local -por
ejemplo en el caso de un reactor tubular-. Por ejemplo se puede
procurar que no se presente una temperatura elevada a la
concentración de monómero inicialmente elevada, por otra parte, a
la temperatura finalmente elevada, es decir, que se presenta en el
caso de una conversión avanzada de modo subsiguiente, es posible una
polimerización sin fallos con rendimiento
espacio-tiempo simultáneamente elevado.
En un tipo de procedimiento preferente se
polimeriza el monómero aromático vinílico sin disolvente adicional
(con excepción de cantidades reducidas que se emplean eventualmente
para la disolución de organilos metálicos) en presencia de un
organilo metálico alcalino y al menos un organilo de magnesio,
aluminio o cinc. Después de una conversión que conduce a la
formación de un bloque duro S de longitud de bloque deseada, se
añade el dieno a la disolución, en caso dado enfriada, de bloque S
obtenido en monómero aromático vinílico. La adición de dieno se
puede efectuar de una vez, o continuamente o en varias porciones
durante un intervalo de tiempo más largo. Tras adición de butadieno,
y en caso dado calentamiento de la disolución de polimerización, se
produce un bloque S/B estadístico, cuyo contenido en monómeros
aromáticos vinílicos depende en gran medida del sistema iniciador
seleccionado. Con polimerización creciente desciende la
concentración de dieno, y se obtiene un gradiente en el sentido del
monómero aromático vinílico. Si se ha consumido todo el dieno, el
monómero aromático vinílico remanente polimeriza bajo formación de
un bloque S adicional. Preferentemente se polimeriza hasta
conversión de monómero completa en un reactor tubular o extrusora.
Debido a la viscosidad creciente hacia el final de la
polimerización la temperatura de la fusión polímera para la
formación del último bloque de estireno, se debía situar
convenientemente al menos 20-30ºC por encima de la
temperatura de transición vítrea del polímero aromático vinílico, es
decir, en el caso de polímeros de estireno en aproximadamente más
de 130ºC. Tras protonado y estabilizado se puede calentar la fusión
a temperaturas de elaboración habituales
(180-240ºC). De este modo son accesibles, por
ejemplo, copolímeros de tres bloques simétricos o asimétricos
S-S/B-S con bloque blando central, y
una transición de bloques dieno-compuesto aromático
vinílico extendida.
De modo especialmente preferente se emplea el
procedimiento para la obtención de un copolímero de tres bloques de
estireno-butadieno-estireno,
obteniéndose un bloque de poliestireno disuelto en estireno
monómero mediante conversión parcial de estireno, mediante adición
de butadieno se une un bloque blando que contiene butadieno, y se
deja polimerizar el monómero de estireno remanente hasta conversión
completa a temperaturas de al menos 20ºC por encima de la
temperatura de transición vítrea el copolímero en bloques
producido.
Los copolímeros en bloques se pueden polimerizar
en presencia de un organilo metálico alcalino polifuncional, o
enlazar en forma de estrella tras la polimerización con un agente
de copulado polifuncional, como aldehídos, cetonas, ésteres,
anhídridos o epóxidos polifuncionales. En este caso, mediante
copulado de bloques iguales o diferentes se pueden obtener
copolímeros en bloques de estrella simétricos o asimétricos, cuyos
brazos pueden presentar las estructuras en bloques citadas
anteriormente.
Una vez concluida la polimerización se pueden
bloquear las cadenas de polímeros vivas con un agente de
interrupción de cadenas, en lugar de un copulado. Como agente de
interrupción de cadenas son apropiadas substancias con protones
activos o ácidos de Lewis, como por ejemplo agua, alcoholes, ácidos
carboxílicos alifáticos y aromáticos, así como ácidos inorgánicos,
como ácido carbónico o ácido bórico.
Habitualmente se mezclan los copolímeros en
bloques con estabilizadores. Como estabilizadores son apropiados, a
modo de ejemplo, fenoles con impedimento estérico, como Irganox®
1076 o Irganox® 3052 de la firma Ciba-Geigy, Basel o
\alpha-tocoferol (vitamina E).
Se pueden llevar a cabo interrupción de cadenas e
estabilizado en pasos separados, o también en un paso. Con este fin
se puede emplear, a modo de ejemplo, una disolución de un ácido
carboxílico, como ácido fórmico o ácido acético, de un alcohol,
como metanol, etanol, butanol, propanol, y de uno de los
estabilizadores descritos anteriormente en un disolvente apropiado,
como etilbenceno.
A escala industrial es razonable una dosificación
de estabilizador exenta de disolvente, líquida. En este caso se
desactiva en primer lugar la fusión de polímero viva con un 0,1 a
un 5% de agua, referido al copolímeros en bloques. Inmediatamente
después se puede dosificar, a modo de ejemplo, 25,6 g de una mezcla
de la siguiente composición por kg de fusión de polímero:
\newpage
| Irganox 3052 | 13,7% | Estabilizador |
| TNPP | 33,2% | Estabilizador |
| Acido oleico | 53,1% | Acidificado |
Se enfriaron 4.500 g de estireno en una caldera
de agitación de 10 l a 12ºC. A esta temperatura se añadieron
sucesivamente 68 ml de una disolución 0,5 molar de dibutilmagnesio
en aceite blanco y 16 ml de una disolución 1,6 molar de
secbutillitio en aceite blanco, y se calentó la caldera de agitación
lentamente a 30ºC. 44 minutos después de la adición de iniciador
aumentó la temperatura de masa a 53ºC. El contenido en producto
sólido ascendía en este momento a un 16,6%. Después se interrumpió
la polimerización del bloque de estireno mediante enfriamiento a
30ºC y adición de 1.500 g de butadieno. A continuación se calentó
la caldera de agitación de nuevo lentamente a 70ºC, observándose una
reacción exotérmica a temperatura de masa claramente elevada. 75
minutos después de la adición de butadieno se alcanzó un contenido
en producto sólido de un 35% a una temperatura de masa de 86ºC. El
contenido en butadieno monómero se situaba en un 2 a un 3%. A
continuación se interrumpió la polimerización mediante enfriamiento
a 15ºC.
Se elaboró adicionalmente en una extrusora la
disolución de copolímero en bloques de
estireno-butadieno en estireno viva, obtenida según
el ejemplo 1.
La extrusión se llevó a cabo en una ZSK 25
(W&P), L/D = 30. La zona de polimerización estaba equipada de
elementos amasadores, a continuación seguía respectivamente un
elemento de bloqueo y un elemento de transporte para la
dosificación de agente de interrupción/estabilizador, así como para
el desgasificado/desodorizado y descarga.
Para la eliminación de impurezas y humedad se
lavó la extrusora con una mezcla aproximadamente 0,1 molar de
sec-butillitio en aceite blanco y aproximadamente
un 0,5% en peso de difeniletileno junto con Luflexen HX
(polietilenos catalizados con metaloceno de la firma BASF). Después
de haber alcanzado una coloración roja remanente de la barra de
Luflexen/aceite blanco, se detuvo la dosificación de mezcla de
aceite blanco/sec-butillitio, y se devolvió la
dosificación de Luflexen en tal medida que la hélice precisamente se
hermetizó aún hacia abajo.
A continuación se dosificaron por hora
continuamente 1,5 kg de mezcla de polimerización del ejemplo 1 con
una bomba de rueda dentada en la extrusora. Se accionó la extrusora
con 50 revoluciones por minuto. En el punto de dosificación de la
disolución de polímero viva se ajustó 120ºC, en la zona de
polimerización, incluyendo zona de interrupción, 140 y 150ºC, y en
la zona de desgasificado 210ºC.
La barra incolora descargada se enfrió en el baño
de agua y se granuló. El contenido en estireno restante se situaba
por debajo de 100 ppm.
Se llevó a cabo en un paso interrupción,
acidificado y estabilizado del copolímero en bloques de
estireno-butadieno. Con este fin se añadieron con
dosificación 100 g de una disolución con la composición indicada en
la tabla 1 tras la zona de polimerización por 1 kg de fusión de
polímero.
\newpage
| Irganox ® 3052 | 3,5% | Estabilizador |
| TNPP | 8,5% | Estabilizador |
| Acido acético | 1,9% | Acidificado |
| Etanol | 21,9% | Rotura de aniones |
| Etilbenceno | 64,3% | Disolvente para la dosificación |
Se repitió el ejemplo con rendimientos de 2 y 2,5
kg/h. Los contenidos en estireno restante se situaban igualmente
por debajo de 100 ppm.
Claims (11)
1. Procedimiento para la obtención de copolímeros
en bloques a partir de monómeros y dienos aromáticos vinílicos en
presencia de al menos un organilo metálico alcalino o alcoholato
metálico alcalino o al menos un organilo de magnesio, aluminio o
cinc, caracterizado porque se polimeriza a una concentración
de monómeros inicial en el intervalo de un 50 a un 100% en
volumen.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se emplea como organilo metálico
alcalino un organilo de litio.
3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó
2, caracterizado porque la proporción molar de magnesio,
aluminio, o bien cinc, respecto a metal alcalino se sitúa en el
intervalo de 0,1 a 100.
4. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
3, caracterizado porque se obtiene copolímeros en bloque con
al menos un bloque duro S constituido por monómeros aromáticos
vinílicos, y al menos un bloque blando B constituido por dienos, o
un bloque blando S/B constituidos por monómeros aromáticos vinílicos
y dienos con secuencia estadística.
5. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
4, caracterizado porque se obtiene copolímeros en bloques
que contienen las estructuras en bloques
S-B-S,
S-S/B-S,
S-B-S/B-S,
S-S/B_{1}-S/B_{2}-S.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque se obtiene copolímeros en bloques
lineales o en forma de estrella con una fracción de fase blanda
como suma de todos los bloques blandos en el intervalo de un 50 a un
90% en volumen.
7. Procedimiento según la reivindicación 5,
recaracterizado porque se obtiene copolímeros en bloques
lineales o en forma de estrella con una fracción de fase blanda
como suma de todos los bloques blandos en el intervalo de un 5 a un
50% en volumen, y diferentes longitudes de bloque de los bloques
duros S terminales.
8. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
7, caracterizado porque se polimeriza los copolímeros en
bloques en presencia de un organilo metálico alcalino
polifuncional, o se enlaza en forma de estrella tras la
polimerización con un agente de copulado polifuncional.
9. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 8
para la obtención de un copolímero de tres bloques de
estireno-butadieno-estireno,
caracterizado porque se obtiene un bloque de poliestireno
disuelto en estireno monómero mediante conversión parcial de
estireno, mediante adición de butadieno se une un bloque blando que
contiene butadieno, y se deja polimerizar el monómero de estireno
remanente hasta conversión completa a temperaturas de al menos 20ºC
por encima de la temperatura de transición vítrea del copolímero en
bloques producido.
10. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
9, caracterizado porque se lleva a cabo la polimerización
continuamente.
11. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
10, caracterizado porque se lleva a cabo al menos una parte
de la reacción en un reactor o tramo de reactor no remezclador.
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