JPS6323206B2 - - Google Patents

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JPS6323206B2
JPS6323206B2 JP60167836A JP16783685A JPS6323206B2 JP S6323206 B2 JPS6323206 B2 JP S6323206B2 JP 60167836 A JP60167836 A JP 60167836A JP 16783685 A JP16783685 A JP 16783685A JP S6323206 B2 JPS6323206 B2 JP S6323206B2
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JP
Japan
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carbon atoms
polymerization
molecular weight
anhydride
polymer
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Application number
JP60167836A
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English (en)
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JPS6142522A (ja
Inventor
Mitsucheru Burea Resurii
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EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
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Filing date
Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Publication of JPS6142522A publication Critical patent/JPS6142522A/ja
Publication of JPS6323206B2 publication Critical patent/JPS6323206B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2/00Addition polymers of aldehydes or cyclic oligomers thereof or of ketones; Addition copolymers thereof with less than 50 molar percent of other substances
    • C08G2/06Catalysts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2/00Addition polymers of aldehydes or cyclic oligomers thereof or of ketones; Addition copolymers thereof with less than 50 molar percent of other substances
    • C08G2/08Polymerisation of formaldehyde

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、ホルムアルデヒドを重合して高分子
量ポリオキシメチレンとするための改善された方
法、および殊に、非常に望ましい物理的特性を有
する生成物を結果としてもたらす開始剤を使用す
ることに関する。 高分子量ポリオキシメチレンはよく知られた商
業的生成物である。このものは、例えば米国特許
第2994687号(グツトマン(Goodman)ら)記載
の方法に従つて製造することができ、その方法
は、乾燥した気体状のホルムアルデヒドを、その
中に重合開始剤として作用する四級アンモニウム
化合物が溶解された、炭化水素溶媒を含有する反
応容器の中へ通すことからなる。ポリマーは単離
され、その末端基は無水酢酸で覆われて、加水分
解に対してポリマーを安定化させる。 種々の四級アンモニウム化合物がこの方法にお
ける開始剤として使用できるが、弱酸、殊に脂肪
族カルボン酸の塩が、そのような塩はポリマーを
分解させたり加水分解させたりすることがないの
で、好ましい。上記のグツドマンらの特許は、そ
の方法で使用することのできる数々の四級アンモ
ニウム化合物を列記している。 典型的な重合開始剤は、次の式(1) 式中、 各Rは水素化された牛脂(tallow)(主に18炭
素原子含有)基である、 を有する、二水素化された牛脂ジメチルアンモニ
ウムアセテート(DHTA)である。 ホルムアルデヒドの重合は、しばしば、例えば
水、メタノール、または無水酢酸とすることので
きる、少量の分子量制御剤の存在下で行なわれ
る。これらの添加剤の各々のものは、或る利点と
欠点とを有している。例えば、水は最大の粒度を
与えるが、最低のポリマー収率しか与えない。無
水酢酸は、重合過程中に直ちに遊離ヒドロキシル
基を覆い、従つて最高の収率をもたらすので、潜
在的に最も望ましいものである。他面では、無水
酢酸は、炭素水素溶媒中で使用されると、最も小
さい粒度しか与えない。それにも括らず、非常に
小さい粒子は取扱いが難しく、フイルターを目づ
まりさせる傾向をもち、プラント容量を下げ、そ
してより大きな粒子よりも更に複雑な乾燥装置を
必要とする。 従つて、分子量制御剤として無水酢酸が存在す
る中で、普通の溶媒中でホルムアルデヒド重合を
行なわせ、そしてなおも受容し得る粒度のポリオ
キシメチレンを製造することができれば、工業的
にかなり興味のあることとなろう。 本発明に従い、分子量制御剤の存在下で、炭化
水素溶媒中でホルムアルデヒドを重合させるため
の方法において、次の式(2) 式中、 Zは2乃至10個の炭素原子からなる脂肪族もし
くはオレフイン性の二官能性炭化水素基であり、
R1乃至R6までの各々のものは1乃至20個の炭素
原子からなるアルキル基であり、R1乃至R6の少
なくとも1つのものは少なくとも14個の炭素原子
を有し、R1乃至R6基の全てのものの中の炭素原
子の合計数は高々44とし、A1およびA2
各々のものは、独立に、炭素数1〜18のカルボキ
シレート類、OH、およびR7が炭素数1〜8の
アルキルであることからなるOR7からなる群か
ら選ばれたアニオンである、 で表わされるジ四級アンモニウム化合物
(diquaternary ammonium compound)を重合
開始剤として使用するという改善が、ここに提供
される。 添付図面は重合工程の模式図である。 一般的な重合条件は、実質的に、既に本分野で
公知のものであり、例えば、上に引用したグツド
マンらの特許に記載されているものとする。重合
温度は室温以下とすることも或いは約90℃まで高
くすることもできるが、好ましい温度範囲は約50
〜90℃である、好適な粒度を有する種のポリオキ
シメチレンが、重合の開始に先立つて、溶媒の重
量を基準として少なくとも約50%の量だけ、炭化
水素溶媒に普通添加される。実験室条件下におい
て、適正な濃度で種のポリマーが存在しない場合
には、ポリマー生成物の粒度が普通は小さくなつ
たことが見出された。重合操作は、生成物中に種
ポリマーの存在することが粒度決定に及ぼす効果
を低減するのに十分長いものとした。 本発明の要点は、重合開始剤として、モノ四級
化合物(mooquaternary compound)ではなく
てむしろジ四級化合物を使用することである。こ
の置き換えによつて、この方法で製造されるポリ
オキシメチレンの粒度の非常に顕著な増大が、驚
くべきことにもたらされる。かくて、実験室規模
の装置においては、粒度は約400%増大した。 相当する市販のジ四級ジクロリドから容易に製
造し得るジ四級塩、即ち下記式 式中、 Rは牛脂(主に炭素数18、不飽和)の基であ
る、 で表わされるN,N,N′,N′−ペンタメチル−
N−牛脂−1,3−ジアンモニウムプロパンジア
セテート(3)もしくはDQAが、非常に良好な合開
始剤となる。 DQAは、N,N,N′,N′,N′−ペンタメチル
−N−牛脂−1,3−ジアンモニウムプロパンジ
クロリドと酢酸カリウムとの間の、アニオン交換
によつて製造される。このものは溶液として市販
で入手することができ、例えば、水系イソプロピ
ルアルコール中の50%溶液として入手できる。ジ
アセテート生成物は炭化水素の中に吸収され、残
存する如何なる水およびアルコールも蒸留によつ
て除去され、炭化水素中のジアセテートの10〜50
%溶液が生成される。 他の好適なジ四級アンモニウム化合物は、本分
野に熟達した人には公知の簡単な方方法によつ
て、相当するジアミンから製造し得る。反応の筋
道は、例えば下記に示される経路をたどることが
できる。 実施の際には、出発のジアミンは、R3および
R6が同じものとなるように、同じハロゲン化ア
ルキルで、普通、ジ四級化される。通常、高級ア
ルキル置換基(炭素数14もしくはそれ以上)はジ
アミンの中に既に存在しており、ジ四級化は低級
ハロゲン化アルキル、例えばメチルクロリドを用
いて行なわれる。しかし、R1乃至R6をどのよう
な特定のアルキル基に限定する理論的な理由は無
く、アルキル基は線型、分枝状もしくは環状とす
ることができ、飽和もしくは不飽和とすることも
できる。典型的なそのようなアルキル基には、例
えば、エチル、種々の異性体の形のプロピル、ブ
チル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチ
ル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデ
シル、オクタデシル、アイコシルおよび9−オク
タデセニル、9,12−オクタデカジエニル、9−
ヘキサデセニル、9,12,15−オクタデカトリエ
ニル、シクロペンチル、シクロヘキシル、および
シクロヘプチルが含まれる。その中でアニオンが
アセテートでなくて他のアルカノエートイオンで
あるジ四級アンモニウム化合物は、上記の如く直
接に、或いは最初にクロリドをアルカリ金属水酸
化物もしくはアルコキシドで中和し、そして次に
生成するアルコキシドのジ四級アンモニウム水酸
化物を、適当なアニオンを含有するイオン交換樹
脂の中へ通すことによつて、或いはアルコキシド
の水酸化物をナトリウムもしくはカリウムアルカ
ノエートと交換することによりアルカノエートへ
転換することによつて、クロリドイオンとアルカ
ノエートを交換することによつて、同じ方法で製
造される。 典型的なアルカノエートアニオンには、例え
ば、プロピオネート、ブチレート、ヘプタノエー
ト、デカノエート、オリエート、パルミテート、
およびステアレートが含まれる。典型的なアルコ
キシドアニオンには、例えば、メトキシド、1−
プロポキシド、2−プロポキシド、1−ブトキシ
ド、および1−ヘキソキシドが含まれる。 本発明の重合プロセスは、添付図面中に示され
る如き、二重ループ装置の中で行なわれた。ルー
プの中を通る連続的なポンプ輸送によつて、重合
反応容器の中の溶媒中のポリマースラリーが撹拌
される。ホルムアルデヒドはライン5の中を通つ
て反応容器3の頂部から導入される。分子量制御
剤および溶媒はライン6を通して加えられるが、
一方、重合開始剤は、ポンプ1を含むループへラ
イン4を通して加えられ、このものは反応容器の
中へ底部付近から入る。第2のループはポンプ2
を含んでいる。未重合ホルムアルデヒドはライン
7を通つて方散される。ポリマーはライン8を通
して回収される。 重合溶媒は炭化水素もしくは炭化水素類の混合
物とする。分子量制御剤が無水酢酸である時は、
実験室での実験における最良の溶媒系は、ヘプタ
ン類とトルエンとの90:10重量%混合物であつ
た。一般的に言えば、開放鎖の液体脂肪族炭化水
素類は、直鎖状および分枝状の両方とも、芳香族
炭化水素類よりは良い脂環式炭化水素類よりも良
好である。炭化水素類の混合物も使用し得る。典
型的な炭化水素には、例えば、ヘキサン、シクロ
ヘキサン、ヘプタンの混合物、オクタン、2−メ
チルヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、
および上記のものの2種もしくはそれ以上のもの
の混合物が含まれる。 無水酢酸、メタノール、および水の他の典型的
な分子量制御剤には、他の脂肪族の酸無水物およ
び他のアルコール類、例えば無水プロピオン酸、
無水マロン酸、無水酪酸、イソプロピルアルコー
ル、ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、
ヘキシルアルコール、およびシクロヘキシルアル
コールもまた含まれる。 本発明を、ここでその或る好ましい具体例であ
る次の代表的な実施例によつて例示するが、ここ
では全ての部、割合、および%は、他に指示がな
ければ重量基準のものである。 実施例 1 二重ループの重合反応容器へ、ヘプタン90%お
よびトルエン10%からなる溶媒混合物1400mlおよ
び平均粒度270ミクロンの種のポリオキシメチレ
ン500gを加えた。ループの各々のものの中にあ
るポンプ(図面参照)によつて激しい撹拌を維持
しながら、反応容器の中に次の流れを開始させ
た:精製されたホルムアルデヒド蒸気約300g/
hr、炭化水素溶媒450g/hr、DQA 0.00015モ
ル/hrおよび無水酢酸0.0064モル/hr。 その間ポリマースラリーの試料が間欠的に取得
される。4.7時間の連続操作の後に、実験を停止
させた。全体で1080gのポリマーが製造され、最
終生成物はヘキサフルオロイソプロピルアルコー
ル中で1.10の固有粘度を有して、300ミクロンの
粒度を有するものであつた。 これとは対称的に、DQAのかわりに0.000097
モル/hrのDHTAで置換して点以外は同一の条
件を使用したところ、全体で1190gのポリマーが
4.1時間の操作の間に製造された。この先行技術
の開始剤の存在下で製造される最終生成物の粒度
は70ミクロンであり、ヘキサフルオロイソプロピ
ルアルコール中でのポリマーの固有粘度は1.23で
あつた。 実施例 2 分子量制御剤としてメタノールを使用して、実
施例1のそれと同様の操作を行なつた。メタノー
ル(無水酢酸のかわり)を0.012モル/hrの速度
で加え、DQAを開始剤として使用すると、370ミ
クロンの粒度が、ポリマー固有粘度1.14と共に、
2.7時間後に得られた。対照的に、DHTAが開始
剤である時は、135ミクロンの粒度が4.5時間後に
得られた。その場合、ポリマーの固有粘度は1.18
であつた。 実施例 3 実施例1のそれと同様の2種の操作を、水を分
子量制御剤として用いて行なつた。DQAおよび
DHTAの操作の両方に対して、水を0.013モル/
hrの速度で加えた。DHTA開始剤を用いる4.2時
間の操作の後に、粒度200ミクロンおよびヘキサ
フルオロイソプロピルアルコール中での固有粘度
1.27を有するポリマーが得られた。DQAの存在
下では、粒度320ミクロンおよび固有粘度1.15を
有するポリマーが得られた。 実施例1〜3の結果を次の第表に要約する。
【表】 比較例 他のモノ四級アンモニウム開始剤を、実施例1
記載と同じ一般的プロセス条件に従つて、ホルム
アルデヒド重合操作に使用した。結果を下記の第
表に要約する。
【表】
【表】 1 ベンジル
上記の実施例は、モノ四級アンモニウム重合化
合物は、小さい粒度のポリオキシメチレンを導く
か、或いは重合を十分に活性化しないかの何れか
であることを示している。
【図面の簡単な説明】
添付図面は、本発明に従う、ホルムアルデヒド
を重合させるための方法を遂行するために使用す
る、重合工程の概略を表わす模式図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 分子量制御剤の存在下で、炭化水素溶媒中で
    ホルムアルデヒドを重合させるための方法におけ
    る、次の式 式中、 Zは2乃至10個の炭素原子からなる脂肪族もし
    くはオレフイン性の二官能性炭化水素基であり、
    R1乃至R6までの各々のものは1乃至20個の炭素
    原子からなるアルキル基であり、R1乃至R6の少
    なくとも1つのものは少なくとも14個の炭素原子
    を有し、R1乃至R6基の全てのものの中の炭素原
    子の合計数は高々44とし、A1およびA2
    各々のものは、独立に、炭素数1〜18のカルボキ
    シレート類、OH、およびR7が炭素数1〜8の
    アルキルであるOR7からなる群から選ばれたア
    ニオンである、 で表わされるジ四級アンモニウム化合物を重合開
    始剤として使用することからなる改善。 2 分子量制御剤が脂肪族無水物であることから
    なる、特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 無水物が無水酢酸であることからなる、特許
    請求の範囲第2項記載の方法。 4 炭化水素溶媒が芳香族および脂肪族の炭化水
    素類の混合物であることからなる、特許請求の範
    囲第3項記載の方法。 5 溶媒混合物が約90重量%のヘプタンおよび10
    重量%のトルエンからなる、特許請求の範囲第4
    項記載の方法。 6 重合開始剤が、N,N,N,N′,N′,N′−
    ペンタメチル−N−牛脂−1,3−ジアンモニウ
    ムプロパンジアセテートであることからなる、特
    許請求の範囲第5項記載の方法。
JP60167836A 1984-08-03 1985-07-31 ホルムアルデヒドの重合方法 Granted JPS6142522A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/637,578 US4539387A (en) 1984-08-03 1984-08-03 Process for polymerizing formaldehyde
US637578 1984-08-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6142522A JPS6142522A (ja) 1986-03-01
JPS6323206B2 true JPS6323206B2 (ja) 1988-05-16

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ID=24556543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60167836A Granted JPS6142522A (ja) 1984-08-03 1985-07-31 ホルムアルデヒドの重合方法

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US (1) US4539387A (ja)
JP (1) JPS6142522A (ja)
NL (1) NL8502182A (ja)

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Also Published As

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NL8502182A (nl) 1986-03-03
JPS6142522A (ja) 1986-03-01
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