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Verfahren zur Herstellung von niedermolekularen Pfropfpolymerisaten
des Polyisobutylens Nach der Erfindung wird ein niedermolekulares Pfropfpolymeres
aus Polyisobutylen und Vinylacetat dadurch hergestellt, daß man eine Mischung aus
Polyisobutylen und Vinylacetat in Gegenwart eines Ketons als Telogen und eines organischen
Peroxyds als Katalysator unter Bewegung in einem Reaktionsgefäß und unter Erwärmen
mischpolymensiert.
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Als Keton, das als Telogen dient, wird beispielsweise Aceton, Methyläthylketon,
Methylpropylketon, Methylisopropylketon oder Methylbutylketon verwendet und dem
Polyisobutylen zugefügt. Nach Zugabe von Vinylacetat und einer dem gewünschten Polymerisationsgrad
entsprechenden Menge eines organischen Peroxydes, wie etwa Benzoylperoxyd, Acetylperoxyd
oder Lauroylperoxyd, wird das genannte Monomere polymerisiert. Durch Rühren und
Erwärmen des Ganzen in einem Reaktionsgefäß mit angeschlossenem Rückflußkühler werden
die genannten Stoffe mischpolymerisiert. NachUnterbrechung des Rückfiußes werden
sowohl das Erwärmen als auch das Umrühren etwa 2 Stunden lang fortgesetzt, um die
Reaktion zu vervollständigen. Danach kann man das Telogen und das nicht zur Reaktion
gekommene Monomere unter normalem oder verringertem Druck abdestillieren. Die nach
der Destillation trotzdem immer noch vorhandenen geringen Rückstände hiervon können
vorteilhaft durch Einblasen von Dampf in das entstandene Pfropfpolymere ausgetrieben
werden. Es genügt aber auch, die darin befindliche Feuchtigkeit durch das Erwärmen
und Rühren unter normalem oder verringertem Druck zu entfernen. Man erhält ein weißes
geschmack-und geruchloses Pfropfpolymeres von sehr niedrigem Polymerisationsgrad.
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Das entsprechend der Erfindung hergestellte Polymere eignet sich
vorzugsweise als Grundstoff für Kaugummi.
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Der bekannte Kaugummi wird hergestellt durch Würzen eines Grundstoffes
aus natürlichem gummiartigem Material, wie etwa Chicle-Gum, Jelutong u. dgl., mit
Zucker, Aromastoffen u. dgl. In Japan und anderen Ländern jedoch, in denen die Quellen
für natürlichen Gummi knapp sind, werden zur Zeit Vinylacetatharze an Stelle natürlicher
gummiähnlicher Substanzen als Kaugummigrundstoff verwendet.
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Es sind bereits zahlreiche Vorschläge bekanntgeworden, den Chicle-Gum
durch andere Grundstoffe für die Herstellung von Kaugummimassen u dgl. zu ersetzen.
So sind z. B. Rohkautschuk, Kautschukmilch, koagulierte Kautschukmilch gegebenenfalls
mit Zusätzen von Estern, Guttapercha, Balatar, Dammar, Mastix, Kolophonium und ähnlichen
Substanzen sowie schwere Kohlenwasserstoffe in Form von Vaseline oder Paraffinen
vorgeschlagen worden. An die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Grundmassen
für Kaugummi u. dgl. müssen jedoch besondere Forderungen gestellt werden, die durch
die vorbekannten Stoffe nicht
erzielt werden können. Insbesondere ist es für derartige
Trägerstoffe wesentlich, daß deren hydrophiler und hydrophober Charakter innerhalb
ganz bestimmter Grenzen liegt, damit durch den Kauvorgang nicht ein allmähliches
Erhärten bei überwiegenden hydrophoben Eigenschaften und nicht ein allmähliches
Erweichen und damit Klebrigwerden bzw. Lösen bei Vorliegen überwiegend hydrophiler
Eigenschaften erfolgt.
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Um diese zweckmäßigen Eigenschaften zu erzielen, sind weiterhin Vorschläge
unterbreitet worden, die oben angegebenen Stoffe durch Zusatz weiterer Verbindungen
zu modifizieren, d. h. durch Zugabe von Fremdstoffen eine Verbesserung der unzulänglichen
Eigenschaften dieser Produkte zu erzielen. Als Weichmacher sind z. B.
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Phthalsäureester in Vorschlag gebracht worden, die jedoch auf Grund
ihrer Giftigkeit bzw. allergischen Eigenschaften keine Anwendung finden konnten.
Auch die Anwendung ausgeprägt hydrophiler Zusatzmittel, wie Leimsubstanzen, Gelatine
und Glyzerin, führten nicht zu dem gewünschten Ergebnis, da in diesem Falle der
Kaugummi durch den Kauprozeß aufgelöst wird.
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Nach der deutschen Auslegeschrift G 16781 Val30 h ist als Trägerstoff
ein Gemisch aus Polykohlenwasserstoffen und Weichmachern in Vorschlag gebracht worden,
dem die üblichen geschmackgebenden Stoffe zugesetzt werden.
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Hierbei kommen insbesondere als Kohlenwasserstoffe Polyisobutylen
und Polyäthylen und als Weichmacher mehrwertige Alkohole, Fette, Ole, Wachse, Harze
sowie aliphatische Kohlenwasserstoffe als solche oder im Gemisch zur Anwendung.
Derartige Produkte stellen jedoch
keine ideale Lösung dar, da bei
längerem -Kauprozeß immer noch die im Zusammenhang mit den weiter oben angegebenen
Ersatzmassen auftretenden nachteiligen Eigenschaften verbunden sind Das durch das
erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Polymere ist ein niedermolekulares Pfropfpolymeres,
das sich von dem einfachen Polymeren nach der obigen deutschen Auslegeschrift bzw.
den in dieser angegebenen hochmolekularen natürliChen Verbindungen dadurch unterscheidet,
daß das sehr zweckmäßige erfindungsgemäß herzustellende Polymere dadurch erhalten
wird, daß man eine Mischung aus Polyisobutylen und Vinylacetat vermittels eines
organischen Peroxydes mit einem Keton unter Rühren und Erwärmen einer Telomerisierung
unterwirft, wobei das gesamte Umsetzungsgemisch mischpolymerisiert wird.
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Durch dieses Verfahren wird ein Pfropfpolymeres erhalten, das in
jeder Weise überaus zweckmäßige Eigenschaften als Kaugummigrundmasse aufweist, d.
h. durch den Kauvorgang in seinen physikalischen Eigenschaften kaum verändert wird.
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Wird das entsprechend der Erfindung hergestellte Produkt als Kaugummigrundmasse
verwendet, so wird dieser Kaugummi dem erwähnten Naturgummi-Kaugummi überlegen.
Er hat den wesentlichen Vorteil, daß infolge der Eigenschaften des synthetischen
Harzes nicht nur keine übermäßige Klebrigkeit vorhanden ist, sondern auch die Menge
des Verbrauchs an Weichmacher, verglichen mit dem Verbrauch bei Verwendung von Naturgummi,
als Kaugummigrundmasseverhältnismäßigniedrig ist.
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Das erfindungsgemäß hergestellte Polymerisat ist ein weißes, geschmack-
und geruchloses Produkt, das mit hoher Ausbeute erhalten wird. Außer als Kaugummigrundmasse
kann es auch als Weichmacher für Polymerisate verwendet werden.
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Nachfolgend sind zwei vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung
beschrieben.
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Beispiel 1 50 Teile Polyisobutylen werden 250 Teilen Methyläthylketon
zugefügt. Dieser Mischung werden 250 Teile monomeres Vinylacetat und als Katalysator
1-,25 Teile Benzoylperoxyd zugegeben. Diese Mischung wird dann unter Bewegung oder
Umruhren in einem Reaktionsgefäß erhitzt, das mit einem Rückflußkühler versehen
ist. Die Polymerisation in der Reaktionsflüssigkeit beginnt mit dem Ansteigen der
Temperatur, die auf maximal 75 bis 80,50 C gebracht wird. Nach dem Unterbrechen
des Rückflusses werden sowohl die Erwärmung als auch das Be-
wegen 2 Stunden lang
fortgesetzt, um die Reaktion zu vervollständigen und einen Teil des Methyläthylketons
und des nicht zur Reaktion gekommenen Monomeren zu entfernen. Die in dem erzeugten
Polymerisat noch enthaltenen flüchtigen Bestandteile werden dann durch Einblasen
von Dampf ausgetrieben. Das übriggebliebene Polymere wird auf dem Wasserbad erhitzt,
um die darin befindliche Feuchtigkeit zu entfernen. Man erhält durch dieses Verfahren
266 Teile Pfropfpolymerisat. Die Ausbeute an diesem Polymeren beträgt 88,6 ovo.
Der Polymerisationsgrad desselben ist etwa 100.
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Beispiel 2 Dieses Beispiel ist ähnlich dem Beispiel 1. Es werden
jedoch 25 Teile Polyisobutylen nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren zugefügt.
Man erhält 251 Teile Pfropfpolymerisat. Die Ausbeute an diesem Polymeren beträgt
91,3 O/. Der Polymerisationsgrad liegt um 100.