DE1097137B - Verfahren zur Polymerisation von ª-Olefinen - Google Patents
Verfahren zur Polymerisation von ª-OlefinenInfo
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- DE1097137B DE1097137B DEE14802A DEE0014802A DE1097137B DE 1097137 B DE1097137 B DE 1097137B DE E14802 A DEE14802 A DE E14802A DE E0014802 A DEE0014802 A DE E0014802A DE 1097137 B DE1097137 B DE 1097137B
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F10/00—Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung bezieht sich auf die Polymerisation und Mischpolymerisation von a-Olefinen, besonders von
a-Monoolefinen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, zu hochmolekularen
Polymerisaten von verbesserter Kristallinität und mit hoher Ausbeute. Die Polymerisation wird
in Gegenwart eines Katalysatorsystems durchgeführt, das aus einem Alkalimetallalkyl und einem teilweise reduzierten
Oxyd eines Metalls der Gruppe Va oder VIa des Periodischen Systems, beispielsweise einem reduzierten
Oxyd oder mehreren Oxyden von Molybdän, Vanadium, Chrom, Wolfram, bereitet wurde.
Die Polymerisation, besonders von Äthylen, Mischungen von Äthylen und Propylen oder von Propylen allein,
unter Verwendung von Metalloxyden der Gruppen V a oder VIa als Katalysatoren wird im einzelnen beschrieben in den
USA.-Patentschriften 2 691 647, 2 710 854, 2 725 374, 2 726 231, 2 726 234, 2 727 024, 2 728 757, 2 728 758,
2 731 452 und 2 731 453. Alle diese Patentschriften befassen sich mit der Verwendung eines Metalloxyds der
Gruppen Va oder VIa als Polymerisationskatalysator für Äthylen, wobei zusammen mit dem Metalloxydkatalysator
ein Aktivator, z. B. ein Alkalimetall, ein Carbid eines Erdalkalimetalls, ein Alkalimetallhydrid,
ein Erdalkalimetall, ein Alkalialuminiumhydrid, ein Metallborhydrid, ein Erdalkalimetallhydrid oder ein
komplexer Metallaluminiumhydrid-Aktivator verwendet wird. Diese verschiedenen Kombinationen sind für die
Polymerisierung von Äthylen zu einem hochkristallinen Polymerisat größerer Dichte als das Polyäthylen, das bei
dem üblichen Hochdruck-Polymerisationsverfahren anfällt, geeignet. Verschiedene dieser Katalysatorkombinationen
eignen sich bis zu einem gewissen Grade dazu, Propylen zu einem festen Polymerisat zu polymerisieren,
obwohl die Ausbeuten gering und die Mengen des bei der Polymerisation anfallenden isotaktischen oder syndyotaktischen
Polymerisats im allgemeinen relativ gering sind und das Produkt im wesentlichen aus ataktischem
Polymerisat von relativ geringer Kristallinität besteht. Bei der industriellen Anwendung wird angestrebt, daß
die Ausbeute an Polymerisat je Teil Katalysator so hoch wie möglich ist, um Kosten für den Katalysator zu
sparen und mit einer gegebenen Ausrüstung eine möglichst große Gewichtsausbeute an Polymerisat zu erzielen. Im
Falle aller a-Monoolefine mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen
und besonders der höheren a-Monoolefine mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen ist es besonders erstrebenswert, daß
das Polymerisat nicht nur mit guter Ausbeute anfällt, sondern daß das Produkt von hochkristalliner Beschaffenheit
ist, also entweder isotaktisch oder syndyotaktisch, damit das Polymerisat in den Eigenschaften, wie Dichte,
Schmelzpunkt, Zugfestigkeit und Steifigkeit, möglichst günstige Werte aufweist. Im allgemeinen läßt sich Äthylen
leichter zu einem Polymerisat großer Dichte und hochkristalliner Beschaffenheit polymerisieren als die höheren
Verfahren zur Polymerisation
von a-Olefinen
von a-Olefinen
Anmelder:
Eastman Kodak Company,
Rochester, N. Y (V. St. A.)
Rochester, N. Y (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. W. Wolff, Patentanwalt,
Stuttgart N, Lange Str. 51
Stuttgart N, Lange Str. 51
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. Oktober 1956
V. St. v. Amerika vom 18. Oktober 1956
Hugh John Hagemeyer jun.
und Marvin Becton Edwards, Longview, Tex.
und Marvin Becton Edwards, Longview, Tex.
(V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden
sind als Erfinder genannt worden
a-Monoolefine, und in den meisten Fällen sind diejenigen Katalysatoren, die durch die Technik bekannt sind, die
für die Bildung von Polyäthylenen hoher Dichte geeignet sind, gewöhnlich für die Bildung von hochkristallinen
Polyolefinen aus den Monomeren mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, z. B. Propylen, Buten-1, Penten-1, 3-Methylbuten-1,
4-Methylpenten-l, 4-Methylhexen-l, 5-Methylhexen-1,
4,4-Dimethylpenten-l, und anderen höheren a-Monoolefinen nur teilweise geeignet odersogarvollständig
ungeeignet. Selbst imFalle des niedrigstenGliedes der Reihe, nämlich des Äthylens, können Polymerisate großer Dichte
unter Verwendung von Metalloxyden der Gruppe Va und der Gruppe VIa ziemlich leicht erhalten werden. Es ist
jedoch wünschenswert, die Ausbeute an Polymerisat zu vergrößern, und zwar nicht nur wegen wirtschaftlicher
Erwägungen, sondern auch um die Menge des nach der Polymerisation im Polymerisat verbleibenden Katalysators
auf ein Mindestmaß zu beschränken, da der Katalysator ausgeschieden werden muß, um eine Verfärbung
des Polymerisats soweit wie möglich zu vermeiden. Die Vorzüge der Erzeugung von hochkristallinen Polyolefinen sind bekannt und werden besonders durch die
Unterschiede der Schmelzpunkte der ataktischen Polymerisate niedriger Kristallinität und der isotaktischen
oder syndyotaktischen Polymerisate hoher Kristallinität deutlich. Zum Beispiel hat das Hochdruck-Polyäthylen
eine Dichte von ungefähr 0,92 und einen Schmelzpunkt,
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der nicht viel über dem Siedepunkt des Wassers liegt. digende Stabilität der Polymerisationsprodukte zur Folge
Daher erweicht und verformt sich das übliche Poly- hat.
äthylen geringer Dichte und geringer KristalHnität, wenn Erfindungsgemäß gelingt demgegenüber die Heres
mit kochendem Wasser in Berührung kommt. Dagegen stellung hochkristalliner fester Polymerisate von a-Olehat
das hochkristalline Polyäthylen, das bei der Poly- 5 finen in verbesserten Ausbeuten, wobei außerdem das
merisation mit Hilfe von Metalloxyden der Gruppen Va Verfahren nach Wunsch bei höheren Temperaturen
oder VIa des Periodischen Systems anfällt und das eine durchgeführt werden kann, als dies bei den bekannten
Dichte von ungefähr 0,97 aufweist, einen Schmelzpunkt Verfahren möglich ist, was bei Verwendung von Lösungsvon
137° C. Entsprechend hat das ataktische Polypro- mitteln, die in der Hitze auch das Polymerisationsprodukt
pylen eine Dichte von 0,85 und einen Schmelzpunkt io lösen, den Vorteil hat, daß sich der Katalysator aus der
von ungefähr 80° C, während das hochkristalline iso- im übrigen homogenen Lösung einfach, z. B. durch
taktische Polypropylen eine Dichte von 0,92 und einen Filtrieren, abtrennen läßt. Man gelangt so zu Produkten,
Schmelzpunkt von 165° C hat. Das ataktische Polybuten-1 die von Katalysatorspuren weitgehend frei sind,
hat eine Dichte von 0,87 und einen Schmelzpunkt von JEin weiterer Vorteil der beanspruchten Katalysator-62° C, während das isotaktische Polybuten-1 eine Dichte 15 kombinationen besteht darin, daß sie sich auf einem von 0,91 und einen Schmelzpunkt von 128° C hat. Die festen Träger aufgebrachter Form anwenden lassen. Als Erzeugung von hochkristallinen Polymerisaten ist daher Träger kommen schwer reduzierbare Metalloxyde, wie auf dem Gebiet der Polyolefine von großer Bedeutung, y-Aluminiumoxyd, in Frage. Bei dieser bevorzugten da es möglich ist, Polymerisate von erheblich verbesserten Ausführungsform wird die Verunreinigung des PolyEigenschaften und stark erhöhtem Schmelzpunkt dar- 20 merisationsproduktes durch die Metalloxyde des Katazustellen, wenn diese in hochkristalliner Form anfallen. lysators so gut wie vollständig ausgeschlossen, so daß Dadurch wird die Herstellung von Spritzguß- und man zu besonders reinen und stabilen Produkten gelangt, stranggepreßten Teilen mit hohem Schmelzpunkt möglich, Bei der Durchführung der Erfindung kann irgendeines die sich auch durch besondere Steifheit und Festigkeit der Alkalimetallalkyle verwendet werden, wenn sich auch auszeichnen und Werte ergeben, die im Vergleich zu den 25 die Natrium- und Lithiumalkyle mit 1 bis 10 Kohlenstoffüblichen ataktischen Polymerisaten mehr als verdoppelt atomen und insbesondere die Lithiumalkyle besonders sind. So hat z. B. das isotaktische Poly-3-Methylbuten-l bewährt haben und auch mit Kaliumalkylen gute Ergebeinen Schmelzpunkt von mehr als 250° C, das isotak- nisse erzielt worden sind. Die Alkalimetallalkyl-Aktivatische Poly-4-Methylpenten-l einen Schmelzpunkt von toren werden zusammen mit irgendeinem teilweise reduüber 200° C und das isotaktische Poly-4,4r-Dimethyl- 30 zierten Metalloxyd der Gruppen Va oder VIa, wie in penten-1 einen Schmelzpunkt von über 300° C. Diese den eingangs angezogenen Patentschriften beschrieben, stark verbesserten Eigenschaften machen es möglich, vorzugsweise mit Oxyden von Molybdän, Vanadium, die hochkristallinen Polymerisate für relativ steife Form- Wolfram oder Chrom bzw. mehreren dieser Elemente teile zu verwenden, und erschließen den Polyolefinen verwendet. Die übrigen Metalloxyde der Gruppe Va oder neue große Anwendungsgebiete, z.B. bei ausgepreßten 35 VIa, wie die teilweise reduzierten Uranoxyde, Nioboxyde Röhren, Formteilen aller Art, Fasern und Garnen, Filmen oder Tantaloxyde, können, obwohl diese Oxyde sowohl und Folien. vom wirtschaftlichen wie vom Standpunkt der Ausbeute
hat eine Dichte von 0,87 und einen Schmelzpunkt von JEin weiterer Vorteil der beanspruchten Katalysator-62° C, während das isotaktische Polybuten-1 eine Dichte 15 kombinationen besteht darin, daß sie sich auf einem von 0,91 und einen Schmelzpunkt von 128° C hat. Die festen Träger aufgebrachter Form anwenden lassen. Als Erzeugung von hochkristallinen Polymerisaten ist daher Träger kommen schwer reduzierbare Metalloxyde, wie auf dem Gebiet der Polyolefine von großer Bedeutung, y-Aluminiumoxyd, in Frage. Bei dieser bevorzugten da es möglich ist, Polymerisate von erheblich verbesserten Ausführungsform wird die Verunreinigung des PolyEigenschaften und stark erhöhtem Schmelzpunkt dar- 20 merisationsproduktes durch die Metalloxyde des Katazustellen, wenn diese in hochkristalliner Form anfallen. lysators so gut wie vollständig ausgeschlossen, so daß Dadurch wird die Herstellung von Spritzguß- und man zu besonders reinen und stabilen Produkten gelangt, stranggepreßten Teilen mit hohem Schmelzpunkt möglich, Bei der Durchführung der Erfindung kann irgendeines die sich auch durch besondere Steifheit und Festigkeit der Alkalimetallalkyle verwendet werden, wenn sich auch auszeichnen und Werte ergeben, die im Vergleich zu den 25 die Natrium- und Lithiumalkyle mit 1 bis 10 Kohlenstoffüblichen ataktischen Polymerisaten mehr als verdoppelt atomen und insbesondere die Lithiumalkyle besonders sind. So hat z. B. das isotaktische Poly-3-Methylbuten-l bewährt haben und auch mit Kaliumalkylen gute Ergebeinen Schmelzpunkt von mehr als 250° C, das isotak- nisse erzielt worden sind. Die Alkalimetallalkyl-Aktivatische Poly-4-Methylpenten-l einen Schmelzpunkt von toren werden zusammen mit irgendeinem teilweise reduüber 200° C und das isotaktische Poly-4,4r-Dimethyl- 30 zierten Metalloxyd der Gruppen Va oder VIa, wie in penten-1 einen Schmelzpunkt von über 300° C. Diese den eingangs angezogenen Patentschriften beschrieben, stark verbesserten Eigenschaften machen es möglich, vorzugsweise mit Oxyden von Molybdän, Vanadium, die hochkristallinen Polymerisate für relativ steife Form- Wolfram oder Chrom bzw. mehreren dieser Elemente teile zu verwenden, und erschließen den Polyolefinen verwendet. Die übrigen Metalloxyde der Gruppe Va oder neue große Anwendungsgebiete, z.B. bei ausgepreßten 35 VIa, wie die teilweise reduzierten Uranoxyde, Nioboxyde Röhren, Formteilen aller Art, Fasern und Garnen, Filmen oder Tantaloxyde, können, obwohl diese Oxyde sowohl und Folien. vom wirtschaftlichen wie vom Standpunkt der Ausbeute
Nach der erfindungsgemäßen Arbeitsweise wird gegen- an Polymerisaten weniger günstig erscheinen, ebenfalls
über den genannten Verfahren eine stark erhöhte kataly- verwendet werden. Katalysatorsysteme, bei denen der
tische Wirksamkeit erzielt, durch welche höhere Poly- 4° Aktivator aus Natrium- oder Lithiumalkylen mit 1 bis
merisationsgeschwindigkeiten und vervielfachte Poly- 5 Kohlenstoffatomen in Verbindung mit teilweise redu-
merisatausbeuten je Gewichtseinheit des Katalysators ziertem Molybdänoxyd, Chromoxyd, Wolframoxyd oder
ermöglicht werden, und zwar nicht nur für die Polymeri- Vanadiumoxyd besteht, werden bevorzugt. Die besten
sierimg von Äthylen, sondern auch von Propylen und Ergebnisse, besonders hinsichtlich Ausbeute und Stereo-
den anderen höheren a-Monoolefinen mit 2 bis 10 Kohlen- 45 spezintät der Produkte, werden mit Lithiumalkylen
Stoffatomen. zusammen mit Molybdänoxyd oder Vanadiumoxyd in
Ohne Bildung von lästigen Mengen an Fetten und teilweise reduzierter Form erhalten.
Wachsen mit relativ geringem Molekulargewicht werden Das Verfahren gemäß der Erfindung kann innerhalb
bei relativ geringen Temperaturen und Drücken hoch- relativ weiter Temperaturgrenzen durchgeführt werden,
kristalline Polymerisate erhalten. 5° etwa zwischen Temperaturen von 75 bis ungefähr 325° C,
Zwar ist es bereits bekannt, Äthylen und höhere aber vorzugsweise wird das Verfahren zur Erzielung
Olefine mit Hilfe von Verbindungen der Metalle der IV. bester Ergebnisse bei Temperaturen zwischen ungefähr
bis VI. Nebengruppe des Periodischen Systems in Kombi- 100 und 260° C durchgeführt. Ebenso läßt sich das Vernation
mit metallorganischen Verbindungen, z. B. Alkali- fahren auch bei Drücken zwischen etwa 1 und 1400 at
alkylen, zu polymerisieren. Dabei gelingt die Herstellung 55 und darüber durchführen, aber die besten Ergebnisse
kristalliner Polymerisate aus Olefinen in einigermaßen werden bei Drücken von wenigstens 14 at erzielt. Für
befriedigenden Ausbeuten. Immerhin sind aber die Aus- industrielle Anwendung empfehlen sich Drücke zwischen
beuten nach diesem bekannten Verfahren noch ver- ungefähr 14 und 140 at.
besserungsbedürftig. Auch haben die bekannten Kataly- Die teilweise reduzierten Metalloxyde der Gruppen Va
satorkombinationen den Nachteil, daß sie sich entweder 60 oder VIa werden in den eingangs angezogenen Patentschon bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen zer- schritten eingehend beschrieben, ebenso deren teilweise
setzen oder daß wenigstens ihre Aktivität bei höheren Reduzierung, physikalische Form, Darstellung und VerTemperaturen
stark nachläßt, weshalb man gezwungen Wendung mit oder ohne Füll- bzw. Trägerstoff. Hinsichtist,
die Polymerisation unter Bedingungen durchzuführen, lieh der verschiedenen Gesichtspunkte der Verwendung
bei denen das gebildete Polymerisat aus der Reaktions- 65 der reduzierten Metalloxyde der Gruppe Va oder VIa
mischung ausfällt, wodurch Schwierigkeiten bei der tech- bei der Durchführung der Erfindung wird auf die Benischen
Durchführung bedingt sind und die Entfernung Schreibungen in den genannten Patentschriften Bezug
des Katalysators aus dem Polymerisationsprodukt er- genommen. Die Erfindung beruht auf der Verwendung
schwert wird, was zu unerwünschten Verlusten an dieser Metalloxyde unter den bereits bekannten Bedin-Katalysatormaterial
führt und vor allem eine unbefrie- 70 gungen, aber in Verbindung mit den Alkalimetallalkylen.
Das Verfahren wird vorzugsweise in einer inerten organischen Flüssigkeit und unter einem Druck durchgeführt,
der mindestens ausreichen muß, um die Flüssigkeit während der Polymerisation weitestgehend in
flüssigem Zustand zu erhalten. Die verwendeten Katalysatoren ermöglichen es, den Polymerisationsvorgang entweder
partienweise oder kontinuierlich durchzuführen. Das Metalloxyd kann in dem Polymerisationsmedium
aufgeschlämmt werden, aber es ist zweckmäßig, es mit einem Füll- oder Trägerstoff zu versehen, der zweckmäßigerweise
einer der schwer reduzierbaren Metalloxyde ist. Wenn das Verfahren kontinuierlich betrieben
wird, so kann das Alkalialkyl in der Flüssigkeit zusammen mit dem Monomeren oder den Monomeren gelöst und
die entstehende Mischung kontinuierlich über oder durch eine Schicht des Metalloxyds geleitet werden. Bevorzugte
Träger für die teilweise reduzierten Metalloxyde sind Aluminiumoxyd, Titaniumdioxyd und Zirkoniumdioxyd.
Auch andere Träger, z. B. Siliciumoxydaluminiumoxyd, Aluminiumsilikate, aktive Tone, Silicagel (Kieselsäuregel),
Kieselgur und sogar Aktivkohle, können in einigen Fällen verwendet werden. Das Verfahren kann entweder
für eine Homopolymerisation oder für eine Mischpolymerisation von a-Olefinen, besonders der aliphatischen
a-Monoolefine mit linearer oder verzweigter Kettenstruktur
mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, verwendet werden. Die Erfindung ist besonders geeignet für die
Bildung von normalerweise festen, hochkristallinen Polymerisaten aus Äthylen, Propylen und Mischungen von
Äthylen und Propylen oder Mischungen dieses Stoffes oder dieser beiden Stoffe mit den höheren a-Monoolefinen
und besonders mit denjenigen unter ihnen, die 5 bis 10 Kohlenstoff atome haben, z. B. 3-Methylbuten-l, 4-Methylpenten-1,
4,4-Dimethylpenten-l. Sie eignet sich aber auch für die Polymerisierung z. B. von Buten-1, Penten-1,
Hepten-1. Ferner können Mischpolymerisate aus mehr als zwei a-Olefinen hergestellt werden. Die große Aktivität
der Aktivatoren oder Beschleuniger gemäß der Erfindung macht es möglich, diese Stoffe in viel geringeren Mengen
zum Einsatz zu bringen, als es bisher bei den bekannten Aktivatoren möglich war. Im allgemeinen werden die
Alkalialkyle bis zur lOfachen molaren Menge der Metalloxyde der Gruppe Va oder VIa verwendet. Größere
Mengen können auch verwendet werden, aber diese höheren Konzentrationsverhältnisse sind nicht notwendig,
da bei Anwendung derselben keine Vergrößerung der Aktivität beobachtet werden konnte. Die Verwendung
eines molaren Verhältnisses von Alkalialkyl zu Metalloxyd gleich 1:1 bis 10:1 steht in Gegensatz zu den
bekannten Verfahren, bei denen Alkalimetalle oder Metallhydride verwendet werden und wobei es im allgemeinen
notwendig ist, zur Erreichung der größtmöglichen Aktivität Verhältnisse von 30 bis 100 anzuwenden.
Im allgemeinen vergrößert sich die Polymerisationsgeschwindigkeit im gleichen Maße, wie sich das Molarverhältnis
von Alkalialkyl zu Metalloxyd vergrößert, während der Kristallinitätsgrad mehr von der Beschaffenheit
des in der Katalysatorkombination verwendeten Alkalimetallalkyls und Metalloxyds abhängt.
So werden die Lithiumalkyle vorzugsweise in Verbindung mit reduzierten Molybdänoxyden verwendet, wenn es
darauf ankommt, Polyolefine vorherrschend isotaktischer Struktur darzustellen. Natrium- und Kaliumalkyle
ergeben ausgezeichnete Ausbeuten an Polymerisat, führen aber bei den höheren Polyolefinen vom Propylen
an aufwärts im allgemeinen zu einem geringeren Kristallinitätsgrad.
Die Konzentration des Metalloxyds in der Reaktionsflüssigkeit ist nicht entscheidend und kann innerhalb
weiter Grenzen variiert werden, obwohl beste Ergebnisse bei Konzentrationen des Metalloxyds von 0,02 bis 1,5 Gewichtsprozent
der Flüssigkeit erzielt werden. Höhere oder geringere Konzentrationen können auch zur Anwendung
kommen. Die höchsten Ausbeuten an Polymerisat je Gewichtseinheit des Metalloxyds werden dann erreicht,
wenn das Mischungsverhältnis von Lösung zu Metalloxyd groß ist, und zwar deshalb, weil bei höheren Polymerisatkonzentrationen
die Fähigkeit des Lösungsmittels zur Entfernung des Polymerisats von der Katalysator-ίο
oberfläche beschränkt ist. Das Metalloxyd kann aus dem Polymerisat durch Filtrierung der heißen Polymerisatlösung
abgeführt werden. Die Filtration läßt sich erheblich vereinfachen, wenn dem Metalloxyd vor der Filtrierung
aus der heißen Polymerlösung Gelegenheit gegeben wird, sich zum größten Teil in einer Schicht abzusetzen.
Das Polymerisat kann dann leicht durch Kühlung des Filtrats, Abtrennung, Auswaschung und Trocknung des
ausgefällten Polymeren in Übereinstimmung mit den üblichen Verfahren wieder gewonnen werden. Die Löslichkeit
der Alkalimetallalkyle macht ihre Ausscheidung aus dem Polymerisat relativ einfach, wenn eines der
bekannten organischen Lösungsmittel verwendet wird.
Wenn das Metalloxyd auf einem Träger aufgebracht
ist, kann das Mischungsverhältnis des Trägers zum Metalloxyd innerhalb weiter Grenzen variiert werden,
da dieses Mischungsverhältnis nicht kritisch ist. So lassen sich die Mischungsverhältnisse z.B. von 1 bis 99 bis
99 bis 1 Gewichtsprozent variieren, wobei Mischungsverhältnisse von Oxyd zu Träger innerhalb der Grenzen
von 1:20 bis 1:1 vorzugsweise verwendet werden und zur Erzielung größter Aktivität Mischungsverhältnisse
von ungefähr 1:10 besonders zweckmäßig sind. Als Träger gelangt vorzugsweise Aluminiumoxyd mit 1 bis
80°/0, besonders aber ungefähr 5 bis 35% oder, noch
besser, 10 bis 15%, eines Metalloxyds zur Verwendung. Die Darstellung von Metalloxyden, die auf einem Träger
aufgebracht sind, so wie sie für die Durchführung der Erfindung vorgesehen sind, wird im einzelnen in der
USA.-Patentschrift 2 726 234 und den darin angezogenen
4.0 Patentschriften beschrieben. Außerdem kann das Metalloxyd
mit Siliciumoxyd, Aluminiumorthophosphat oder anderen bekannten Stabilisatoren oder Modifizierungsmitteln stabilisiert werden, und der Katalysator kann
Calciumoxyd, Zirkoniumdioxyd oder Titaniumdioxyd enthalten, wie in der Patentschrift ausgeführt, oder auch
geringere Mengen anderer Metalloxyde, z.B. die Oxyde von Magnesium, Nickel, Zink, Thorium, Eisen. Die
katalytischen Systeme gemäß der Erfindung sind nur dann wirksam, wenn das Metalloxyd unter seine größtmögliche
Wertigkeitsstufe reduziert wird. Im Falle von Molybdän ist beispielsweise die höchste Wertigkeit 6.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Katalysatoren enthalten Molybdän in einer durchschnittlichen Wertigkeit
von 2 bis 5,5. Die Reduzierung von Molybdänoxyd
kann bei 25 bis 2500C unter Verwendung eines Überschusses
an Alkalialkyl durchgeführt werden. Im allgemeinen ist es jedoch vorteilhaft, die Oxyde mit Wasserstoffgas
bei 300 bis 8000C zu reduzieren, da ein Wasserstoffstrom
bei diesen Temperaturen das Wasser, das während der Reduzierung entsteht, entfernt. Die Gegenwart
von Wasser während der Polymerisation ist zu vermeiden, da dieses zur Inaktivierung des Alkalimetallalkyls
führt. Die Oxyde von Vanadium, Chrom und Wolfram werden vorzugsweise thermisch in einer Oxydationsatmosphäre
reduziert. Die Darstellung der teilweise reduzierten Metalloxyde wird im einzelnen in den
USA.-Patentschriften 2 691 647 und 2 727 024 sowie auch in anderen hier angezogenen Patentschriften beschrieben.
Bei der Durchführung der Erfindung kann jede der bekannten inerten organischen Flüssigkeiten, die keinen
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gebundenen Sauerstoff enthalten, und vorzugsweise die Die Polymerisate haben im allgemeinen Molekularflüssigen Kohlenwasserstoffe verwendet werden. Die gewichte von über 1000 und im allgemeinen sogar von
letzteren bringen die besten Ergebnisse, obwohl halo- über 10 000. Es ist auch ohne weiteres möglich, PoIygenisierte
Kohlenwasserstoffe auch als ausgezeichnete merisate mit außerordentlich hohem Molekulargewicht
Reaktionsträger dienen können. Geeignete Lösungsmittel 5 zu erzeugen. Auch Molekulargewichte bis zu 1 000 000
sind unter anderem die Alkane, z.B. Propan, Pentan und darüberlassen sich leicht erzielen. Das Polyäthylen
oder Heptan, die aromatischen Kohlenwasserstoffe, wie enthält einen sehr geringen Prozentsatz an Methyl-Benzol,
Toluol oder Xylol, und halogenisierte Kohlen- gruppen je 100 Kohlenstoff atome und hatte in den
Wasserstoffe, wie Trichloräthan oder Chlorbenzol. Erdöl- meisten Fällen eine Dichte von über 0,96. Der Schmelzdestillate
mit geeignetem Siedebereich, wie Stoddard- io index der Polymerisate kann nach Bedarf innerhalb
Lösemittel (Siedebereich 154,4 bis 2020C), Kerosin oder weiter Grenzen geändert werden, indem die Polymeri-Benzine,
können auch verwendet werden, sowie irgend- sationsbedingungen variiert werden, und bewegt sich
eines der bekannten inerten Lösungsmittel, die frei von zwischen 0,01 und 20 oder mehr. Ein typisches gemäß
gebundenem Sauerstoff und von Wasser, Alkohol, Äther der Erfindung hergestelltes Polyäthylen mit einem
oder anderen sauerstoffenthaltenden Verbindungen sind. 15 Molekulargewicht in der Größenordnung von 50 000 hat
Weitere geeignete Lösungsmittel sind z.B. Äthylbenzol, eine Dichte von 0,96 und darüber, eine Erweichungs-Isopropylbenzol,
Äthyltoluol, n-Propylbenzol, Diäthyl- temperatur von über 13O0C und eine Biegesteifigkeit bei
benzole, Mono- und Dialkylnaphthaline, n-Oktan, Iso- 5% Abbiegung, die den hohen Wert von 70 kg/mm2
oktan, Methylcyclohexan, Tetralin, Tetrahydronaphtha- (ASTM-Versuch D747-50) erreicht.
Iin, Dekalin und Dekahydronaphthalin. . 20 Die Verfahrensprodukte können im Preß- oder im
Der beim Polymerisationsverfahren verwendete Druck Strangpreßverfahren zu biegsamen Platten oder Filmen
kann in jeder gewünschten Form erzielt werden, aber er verarbeitet werden. Im Strangpreßverfahren lassen sich
läßt sich am leichtesten dadurch erzielen, daß das Röhren und Schläuche großer Festigkeit herstellen. Die
Reaktionsgefäß mit dem zu polymerisierenden Monomeren Polymerisate können ferner zu sehr vielen verschiedenunter Druck gesetzt wird, und der Druck dann durch 25 artigen Spritzgußteilen verarbeitet werden. Sie lassen
dauernde weitere Zugabe von Monomerem während der sich auch im Kaltziehverfahren zu Bändern, Streifen,
gesamten Polymerisation auf dem gewünschten Wert Fasern und Fäden höherer Elastizität und größerer
gehalten wird. Wenn ein kontinuierliches Verfahren Festigkeit als die Polymerisate geringerer Dichte ververwendet
wird, so wird die Polymerisationsmischung arbeiten. Das Polyäthylen, das Polypropylen und die
von gleichbleibender Zusammensetzung, bestehend aus 3° anderen gemäß dem Verfahren anfallenden Polyolefine
der Flüssigkeit, dem Monomeren oder den Monomeren lassen sich zu Fasern großer Festigkeit schmelzverspinnen,
und dem Alkalialkyl, dauernd und fortlaufend in die Die große Festigkeit und der hohe Schmelzpunkt beson-Polymerisationszone
geleitet und über das teilweise ders der höheren Polyolefine machen diese besonders
reduzierte Metalloxyd geführt. Die Mischung, die sich geeignet für die Erzeugung von Cordmaterial hoher
aus der Polymerisation ergibt, wird fortlaufend aus der 35 Zerreißfestigkeit, z.B. für die Herstellung von Reifen-Polymerisationszone
in Mengen abgezogen, die der cord, und auch für Film- und Folienmaterial für die ver-Beschickungsmenge
entsprechen und dieser gleich sind, schiedensten Anwendungszwecke, einschließlich Verwodurch
ein Polymeres von außerordentlich gleich- packungsmaterial und Filmträgermaterial für die Photoförmigem
Molekulargewicht anfällt. graphie.
Das Äthylen, Propylen oder anderes a-Olefin kann dem 40 Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele
Polymerisationsgut entweder rein oder in Mischung mit erläutert.
anderen a-Olefmen oder in Mischung mit Wasserstoff Beispiel 1
oder anderen Inertgasen, wie Methan, Äthan oder
Propan, zugeführt werden. Normalerweise werden ziem- Eine handelsübliche Probe von Molybdänoxyd auf
lieh reine Monomere verwendet, wenn keine Mischpoly- 45 einem y-Aluminiumoxydträger (10% MoO3) wurde gemerisate
erzeugt werden sollen. Wenn das Gut aus zwei maß dem folgenden Verfahren teilweise reduziert: Eine
oder mehreren Olefinen besteht, so fällt ein echtes Misch- 100-g-Probe des auf dem Träger aufgebrachten Katalypolymerisat
der Monomeren an. sators mit einer Korngröße von etwa 1550 Maschen
Die Menge der verwendeten inerten organischen pro cm2 wurde in ein senkrechtes Rohr aus feuerfestem
Flüssigkeit kann innerhalb weiter Grenzen im Ver- 5° Glas, 2,5 cm Durchmesser, 60 cm lang, geschüttet. Die
liältnis zum Monomeren variiert werden. Die Konzen- Röhre wurde dann in einem Muffelofen auf 4800C,
tration des Monomeren in der Flüssigkeit hängt von den gemessen durch ein in der Metalloxydschicht ange-Reaktionsbedingungen
ab und wird im allgemeinen brachtes Thermoelement, erhitzt, während ein Wasserzwischen
2 und ungefähr 50 Gewichtsprozent oder vor- stoffstrom aufwärts durch die Oxydschicht, und zwar
zugsweise zwischen 2 und ungefähr 10 Gewichtsprozent der 55 in einer Menge von 0,5 bis 1 l/min während einer Zeit-Flüssigkeit
betragen. Monomerkonzentrationen in der spanne von 16 Stunden geleitet wurde. Das anfallende,
Flüssigkeit von ungefähr 3 bis 7 Gewichtsprozent werden teilweise reduzierte Metalloxyd wurde dann mit dem noch
normalerweise verwendet, obwohlhöhere Konzentrationen immer über das Oxyd strömenden Wasserstoff gekühlt
meistens die Polymerisationsgeschwindigkeit vergrößern. und in eine mit Stickstoff gefüllte Trockenkammer
Konzentrationen von über 5 bis 10 Gewichtsprozent sind 60 gebracht. Das Umfüllen und Wiegen geschah in allen
gewöhnlich infolge der Viskosität der bei der Polymeri- Fällen unter einer Stickstoffatmosphäre,
sation anfallenden Lösung weniger zweckmäßig. Die Eine 27-g-Probe dieses reduzierten Molybdänoxyds
Polymerisationszeit kann von wenigen Minuten bis zu wurde einer Suspension von 3,65 g Natriumamyl in 1,751
Stunden und Tagen variiert werden. Wenn ein konti- Xylol beigegeben und die Mischung dann in einen Autonuierliches
Verfahren zur Anwendung gelangt, so ist die 65 klav mit 3,51 Inhalt und automatischem Rührwerk überReaktionszeit
relativ kurz, und die Flüssigkeit wird zu- geführt. Das Xylol war vorher gereinigt worden, indem
sammen mit dem unverbrauchten Metalloxyd und dem 1000 Teile Xylol unter Rückfluß 16 Stunden lang mit
nicht umgesetzten Monomeren im Umlauf durch das 2 bis 3 Teilen Calciumhydrid und 2 bis 3 Teilen eines teil-System
geführt, wobei eine praktisch vollständige Poly- weise reduzierten Molybdänoxyds, das auf einem Tonmerisation
stattfindet. . - 70 erdeträger aufgebracht war, erhitzt wurden und das Xylol
dann in einer inerten Atmosphäre destilliert wurde. Der Autoklav wurde auf 2300C aufgeheizt und dann so
lange mit Äthylen beschickt, bis ein Druck von 105 at erreicht war. Die Polymerisation wurde 3 Stunden lang
bei 2300C durchgeführt. Frisches Äthylen wurde beigegeben,
um den Druck auf 105 at zu halten, sooft der Druck auf unter 70 at fiel. Am Ende der Polymerisationszeit wurde das angefallene Polyäthylen aus dem Autoklav
entfernt, gründlich mit heißem Methanol gewaschen und getrocknet. Es fielen 279 g des Produktes an. Dieses
Polymerisat wurde dann durch Lösung in kochendem Xylol und anschließende Filtration unter Stickstoff gereinigt,
indem diese Lösung durch ein mit Celit (Kieselgur) beschichtetes Filtertuch gepreßt wurde, das eine Drahtgazeunterlage
mit einer Maschenweite von etwa 6200 Maschen pro cm2 hatte. Das klare Filtrat wurde
dann auf Raumtemperatur gekühlt und das ausgefällte Polyäthylen durch Filtration in Form eines feinen
Pulvers gesammelt. Die Spuren des organischen Lösungsmittels, die noch im Polymerisat hafteten, wurden durch
Dampfdestillation entfernt. Das getrocknete, gereinigte Polymerisat hatte einen Schmelzindex von 0,07, ein
spezifisches Gewicht von 0,962, eine Biegefestigkeit von 80,7 kg/mm2, einen Vicat-Erweichungspunkt von 133,8° C
und einen Aschegehalt von 0,015%. Die genannten Eigenschaften zeigen, daß dieses Polymerisat von hochgradig
kristalliner Beschaffenheit war, wobei die Kristallinität, wie ein Röntgenbeugungsbild zeigte, über 90 °/0 lag.
Das Polymerisat war nicht durch Wachse und Fette mit geringem Molekulargewicht verunreinigt. Der Anfall an
kristallinem Polyäthylen betrug also mehr als 10 Gewichtsteile Polymerisat je Gewichtsteil Träger plus Katalysator
und mehr als 100 Gewichtsteile Polymerisat, bezogen auf das Gewicht des teilweise reduzierten Molybdänoxyds.
Beispiel 2
Zu einer Menge von 12 g Molybdänoxyd, das teilweise reduziert worden war, wie im Beispiel 1 beschrieben,
wurden 1000 cm3 gereinigtes Isooktan, das 1,28 g Lithiumbutyl enthielt, zugegeben. Die Katalysatormischung
wurde dann in einen Autoklav mit einem Fassungsvermögen von 21, automatischem Rührwerk und einer
Stickstoffüllung übergeführt. Der Stickstoff im Autoklav wurde dann durch Propylen verdrängt, bis ein Propylendruck
von 7 at erhalten wurde, wenn der Autoklav auf 4-5 18O0C erhitzt wurde. Flüssiges Propylen wurde dann in
den Autoklav gepumpt, bis der Druck auf 70 at anstieg, und die Reaktion wurde weiter bei Drücken zwischen
56 und 70 at bei 1800C 10 Stunden lang durchgeführt. Frisches Propylen wurde periodisch eingepumpt, um den
Druck innerhalb der gewünschten Grenzen zu halten. Der Autoklav wurde dann auf Raumtemperatur gekühlt
und geleert, und 500 cm3 Methanol wurden der angefallenen Polymerisationsmischung beigegeben, um die
Ausfällung des Polymerisats zu vervollständigen. Das erhaltene Polypropylen wurde aus der Lösung abfiltriert,
wiederholt mit Methanol gewaschen und getrocknet, worauf ein etwas gummiartiges Polymerisat im Gewicht
von 165 g verblieb. Die Reste des Metalloxyds wurden vom Polymeren getrennt, indem das Produkt in kochendem
Xylol gelöst und dann gemäß der Beschreibung in Beispiel 1 filtriert wurde. Schließlich wurde dem klaren
Filtrat noch Methanol beigegeben, um die Ausfällung zu vervollständigen. Das erhaltene Polymerisat wurde dann
fraktioniert, um die ataktischen Teile von den isotaktischen Teilen zu trennen, durch Extraktion in einem
Soxhlet-Apparat 16 Stunden lang unter Verwendung von Aceton, Diisopropyläther und Heptan. Nach der Extraktion
verblieben noch 58% nicht extrahiertes Polypropylen, das im wesentlichen aus 100% isotaktischem
kristallinischem Polypropylen bestand, während der acetonlösliche Teil 12%, der diisopropylätherlösliche
Teil 22% und der heptanlösliche Teil 8% betrug. Die Eigenschaften des Polypropylens nach Entfernung des
Katalysators waren wie folgt: Schmelzindex 8,1; spezifisches
Gewicht 0,921; Vicat-Erweichungspunkt 127,4° C. Der bedeutende Vorteil der Alkalimetallalkyle enthaltenden
Katalysatoren bei der Bildung hochkristallinen Polypropylens und höherer Polyolefine geht aus den
folgenden Daten hervor, die sich auf Verfahren beziehen, bei denen andere bekannte Aktivatoren zusammen mit
reduzierten Metalloxyden als Katalysatoren dienten. So wurden z. B. 3 g des teilweise reduzierten Molybdänoxyds
auf einem Aluminiumoxydträger wie beschrieben und 0,6 g Natriumhydrid in 50 ecm Dekalin in einem Autoklav
mit 100 ecm Inhalt unter Propylendurck von 35 at und einem Wasserstoffüberdruck von 21 at 4 Stunden
lang bei 1500C erhitzt, entsprechend den besten Erfahrungen,
die durch den Stand der Technik offenbart sind. Obwohl diese Bedingungen für die Bildung von Polyäthylen
sehr wirksam sind, konnte kein Polypropylen festgestellt werden, wenn das Dekalin mit 3 Raumeinheiten
Methanol verdünnt wurde. Wenn der Versuch unter Verwendung von 2,3 g Natriumamyl gemäß der
Erfindung an Stelle von Natriumhydrid wiederholt wurde, wurde eine Ausbeute von 9,4 g festem Polypropylen
erhalten. Ähnliche Unterschiede konnten beobachtet werden, wenn als Aktivator Natriummetall oder
Calciumhydrid bei der Polymerisation von Propylen verwendet wurde.
Die folgende Tabelle zeigt die verbesserten Ergebnisse, die sich unter Verwendung der anderen teilweise reduzierten
Metalloxyde, wie hierin beschrieben, in Kombination mit den Xlkalimetallalkylen erzielen lassen. Die
Chrom-, Vanadium- und Wolframoxyde enthielten je 0,07 Mol eines sechswertigen Oxyds auf 100 g Oxyd, so daß
sie die gleiche Molkonzentration an aktivem Metalloxyd aufwiesen wie das 10%ige Molybdänoxydaluminiumoxyd
nach den vorhergehenden Beispielen. Die Katalysatoren wurden dadurch dargestellt, daß y-Aluminiumoxyd mit
einer Siebfeinheit von etwa 1550 Maschen pro cm2 mit Chromtrioxyd-, Ammoniummetavanadat- und Natriumwolframatlösungen
getränkt wurden. Diese Mischungen wurden bei 1100C getrocknet und bei 3000C in der Luft
geröstet und schließlich mit Wasserstoff bei 48O0C reduziert,
wie im Beispiel 1 beschrieben. Die Polymerisation wurde in jedem Fall bei 2300C und 56 bis 70 at Äthylendruck
4 Stunden lang durchgeführt.
Metalloxyd
Älkalialkyl
Tempe | at | Poly |
ratur | 70 | merisat |
0C | 70 | S |
230 | 70 | 238 |
230 | 70 | 204 |
230 | 188 | |
230 | 255 | |
Spezifisches Gewicht
2,0 g 12,7% V2O5- Al2O3 .
2,0g 7 % Cr2O3-Al2O3
2,0 g 16 V0WO3-Al2O3 .
2,0 g 12,7% V2O5-Al2O3 .
2,0g 7 % Cr2O3-Al2O3
2,0 g 16 V0WO3-Al2O3 .
2,0 g 12,7% V2O5-Al2O3 .
0,82 g AmNa
0,82 g AmNa
0,82 g AmNa
0,55 g LiBu
0,82 g AmNa
0,82 g AmNa
0,55 g LiBu
0,957
0,962
0,966
0,971
0,962
0,966
0,971
009 698/531
11 12
Die in der Tabelle aufgeführten MetaUalkyle sind : - ■ Beispiel 6 - ■
Natriumamyl bzw. Lithiumbutyl. Vom Standpunkt Wenn hochkristalline höhere Polyolefine gewünscht
der Ausbeute an. Polymerisat waren die erzielten Ergeb- werden, so ist die Verwendung von Lithiumalkyl-
nisse besonders auffällig, wenn man bedenkt, daß die Aktivatoren vorzuziehen, da sie einen höheren Grad an
Ausbeute des Polymerisats zwei- bis dreimal größer ist, 5 -Stereospezifizität ergeben. Wenn daher das Amylnatrium
als wenn Alkalimetalle oder Metallhydride als Aktiva- des vorstehenden Beispiels durch einen äquivalenten
toren unter genau den gleichen Bedingungen verwendet molaren Betrag an Lithiumbutyl (4,8 g) ersetzt wurde,
werden, obwohl die Menge an AlkaHmetallalkylen nur wurden 248 g an festem Polypropylen erhalten. Die
ein Zehntel betrug. Verwendung von Lithiumalkyl an Stelle des Natrium-
Diese Erhöhung im Vergleich mit den mit anderen io alkyls hat daher die Ausbeute an festem Polypropylen
Katalysatorkombinationen erzielten Ergebnissen wird mehr als verdoppelt. Außerdem bestand das mit dem
durch die Tatsache verdeutlicht, daß das Gewicht des Lithiumbutyl anfallende Polypropylen aus 60 Gewichtserhaltenen
Polyäthylens nur 110 g eines Materials mit prozent isotaktischem Polypropylen, verglichen mit uneinem
spezifischen Gewicht von 0,965 war, wenn das in gefahr 10 Gewichtsprozent der isotaktischen Form des
der Tabelle beschriebene Verfahren unter Verwendung 15 festen Polymerisats, das bei der Polymerisation mit
einer Katalysatorkombination wiederholt wurde, die aus Natriumamyl erhalten wurde. Lithiumalkyle sind daher
2 g eines 10°/0igen Molybdänoxydaluminiumoxyds einer vom Standpunkt der Ausbeute vorzuziehen. Außerdem
Siebfeinheit von etwa 1550 Maschen pro cm2 (reduziert sind Lithiumalkyle für die Polymerisation der höheren
wie im Beispiel 1) und 2 g Natriummetall in 100 ecm a-Olefine, wie Propylen, höchst wirksam und ergeben
Xylol bestand. Die Temperatur betrug 230° C und der 20 auch einen höheren Grad an Kristallinität des PoIy-Äthylendruck
56 bis 70 at. Die Tabelle zeigt, daß diese merisats.
Ausbeute erheblich unter den Ausbeuten hegt, die mit Beispiel 7
den Katalysatoren gemäß der Erfindung erzielt werden
den Katalysatoren gemäß der Erfindung erzielt werden
können, obwohl die verwendete Aktivatormenge erheb- Ein 2-1-Autoklav mit automatischem Rührwerk wurde
Hch größer war. 25 mit einer Mischung von 12,8 g Lithiumbutyl und 2 g
Wenn das Verfahren in der Weise wiederholt wurde, des reduzierten 10°/0igen Molybdänoxydaluminiumoxyds,
daß das Natriummetall durch Natriumhydrid äquimolarer wie im Beispiel 1 beschrieben, in 11 gereinigtem Xylol
Menge ersetzt wurde, so wurden nur 81 g Polyäthylen beschickt. Der Autoklav wurde auf 170° C erhitzt, und
erhalten mit einem spezifischen Gewicht von 0,962, und 300 g 3-Methylbuten-l wurden eingepumpt. Die Mischung
wenn das Natriummetall durchCalciumhydridäquimolarer 30 wurde 4 Stunden lang auf 170° C erhitzt, und das erMenge
ersetzt wurde, wurden nur 116g eines Polyäthylens haltene feste Poly-3-Methylbuten-l wurde wie im Beimit
einem spezifischen Gewicht von 0,969 erhalten. Im spiel 5 aufgearbeitet. Das gereinigte Poly-3-Methyl-Gegensatz
hierzu konnte die Ausbeute an Polyäthylen buten-1 wog 260 g. Nach Extraktion mit Diisopropylmit
einem spezifischen Gewicht von 0,966 auf 329 g äther verblieben 158 g eines vollständig kristallinen isoerhöht
werden, wenn eine äquivalente Menge an Natrium- 35 taktischen Poly-3-Methylbutens-l mit einem Schmelzamyl
zusammen mit dem teilweise reduzierten Molybdän- punkt von 285 bis 295° C.
oxyd verwendet wurde. _ . . , _
J Beispiel 8
Beispiel 4 -Q33 -m vorjgeil Beispiel beschriebene Verfahren wurde
Gemäß Beispiel 28 der USA.-Patentschrift 2 731 452 40 unter Verwendung von 2 g eines teilweise reduzierten
kann Polypropylen durch Verwendung eines Metalloxyds 7°/oigen Chromtrioxyds auf einem y-Aluminiumoxyd-
und eines Erdkalihydrids hergestellt werden. Wenn 4 g träger an Stelle des Molybdänoxydaluminiumoxyds auf
eines teilweise reduzierten 10%igen Molybdänoxyd- einem Aluminiumoxydträger wiederholt. Der Katalysator
aluminiumoxyds, 1 g Calciumhydrid und 50 g Dekalin wurde vor Verwendung thermisch reduziert, indem er in
6 Stunden lang bei 160° C in einem Autoklav mit 100 ecm 45 einem Luftstrom bei 500° C aufgeheizt wurde. Das auf
Inhalt unter Propylen und einem Druck von 35 at er- diese Weise hergestellte Poly-3-Methylbuten-l wog 114 g
hitzt wurden, ergab sich eine Ausbeute von 1,2 g eines und entsprach hinsichthch seiner Eigenschaften dem im
klebrigen, elastischen Polypropylens, und zwar durch vorigen Beispiel erhaltenen Polymerisat.
Ausfällung des Produktes aus der Reaktionsmischung
Ausfällung des Produktes aus der Reaktionsmischung
mit Hilfe von Methanol. 50 Beispiel 9
Der Vorgang wurde dann unter Verwendung einer Eine Katalysatormischung, bestehend aus 2 g eines
äquivalenten Menge des Lithiumbutyls gemäß der teilweise reduzierten 10% igen Molybdänoxydaluminium-Erfindung
an Stelle des Calciumhydrids wiederholt. oxyds, 12,8 g Lithiumbutyl und 1000 ecm Xylol, wurde
Die Ausbeute an festem Polypropylen betrug 21 g, was in einen Autoklav mit 2 1 Inhalt und automatischem
einer fast 15fachen Erhöhung der Ausbeute entsprach. 55 Rührwerk gegeben. Die Mischung wurde auf 190° C
. . erhitzt und 6 Stunden lang mit 300 g 4-Methylpenten-l
.Beispiel 5 bei i9Qo c und dem seibsterzeugten Druck in Berührung
Ein 2-1-Autoklav mit automatischem Rührwerk wurde gebracht. Das feste Polymerisat wurde gemäß der
mit 7 g Amymatrium, 27 g eines teilweise reduzierten Beschreibung des Beispiels 5 aufgearbeitet, und daher
10%igen Molybdänoxydaluminiumoxyds und 1000 ecm 60 wurden 239 g Poly-4-Methylpenten-l erhalten. Nach
gereinigtem Xylol beschickt. Der Autoklav wurde auf Extraktion mit Diisopropyläther verblieben 114 g eines
190° C erhitzt, worauf Propylen eingepumpt wurde, bis ungelösten, vollständig isotaktischen Poly-4-Methyl-
der Druck auf 70 at anstieg. Die Polymerisation wurde pentens-1 mit einem Schmelzpunkt von 198 bis 208° C.
bei 190° C 12 Stunden lang fortgesetzt. Der Autoklav Das Verfahren wurde dann wiederholt, wobei das
wurde abgekühlt und geleert, und das Polypropylen 65 Molybdänoxydaluminiumoxyd durch 2 g eines 7°/0igen
durch Zusatz von 3000 ecm Methanol ausgefällt. Die Chromtrioxydaluminiumoxyds, das bei 500° C in Luft
Ausbeute an festem Polypropylen war 120 g. Dieses thermisch reduziert worden war, ersetzt wurde. Das so
Polymerisat hatte ausgezeichnete Eigenschaften, obwohl erzeugte Poly-4-Methylpenten-l wog 82 g und ähnelte
es vorwiegend aus ataktischem, festem Polypropylen dem im vorstehend beschriebenen Beispiel erhaltenen
bestand, wie sich durch Extraktion nachweisen ließ. 70 Material. Ähnliche Ergebnisse wurden auch bei der
Polymerisierung der anderen α-Monoolefine, wie Buten-1,
Penten-1, 5-Methylhexen-l, 4,4-Dimethylpenten-l, erzielt.
Claims (8)
1. Verfahren zur Polymerisation und Mischpolymerisation von a-Olefinen, besonders aliphatischen
a-Monoolefinen mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen, in
Gegenwart einer aus einer Verbindung eines Metalls der V. bis VI. Nebengruppe des Periodischen Systems
und aus einem Alkalialkyl bereiteten Katalysatorkombination, dadurch gekennzeichnet, daß man in
Gegenwart einer Katalysatorkombination des Alkalialkyls mit einem teilweise reduzierten Oxyd eines
Metalls der V. oder VI. Nebengruppe des Periodischen 1S
Systems polymerisiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Katalysatorkombination einsetzt,
die das teilweise reduzierte Metalloxyd in auf einem Träger aus schwer reduzierbarem Metalloxyd, ao
vorzugsweise aus y-Aluminiumoxyd, aufgebrachter Form enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polymerisation in einer
inerten organischen Flüssigkeit, die keinen gebundenen Sauerstoff enthält, vorzugsweise einem Kohlenwasserstoff,
durchführt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polymerisation
bei Temperaturen von mindestens 100° C und bevorzugb nicht über 260° C und bei Drücken von mindestens
etwa 14 at und bevorzugt nicht mehr als 140 at durchführt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Katalysatorkombination
einsetzt, die ein Lithium- oder Natriumalkyl mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe,
vorzugsweise Lithiumbutyl oder Natriumamyl, enthält.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Katalysatorkombination
einsetzt, die teilweise reduziertes Molybdän- oder Vanadiumoxyd enthält.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Katalysatorkombination
einsetzt, die das Alkalialkyl und das teilweise reduzierte Metalloxyd in einem molaren
Verhältnis von wenigstens 1:1 und vorzugsweise nicht mehr als 10:1 enthält.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsstoff
eine Lösung von Äthylen, Propylen, 3-Methyl-buten-l oder 4-Methyl-buten-l verwendet.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Angewandte Chemie, 67. Jahrgang, 1955, S. 541 bis .547;
ausgelegte Unterlagen des belgischen Patents Nr.538 782.
Angewandte Chemie, 67. Jahrgang, 1955, S. 541 bis .547;
ausgelegte Unterlagen des belgischen Patents Nr.538 782.
© 009 698/531 1.61
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US616618A US2908669A (en) | 1956-10-18 | 1956-10-18 | Polymerization of olefins with metal oxide catalysts promoted by alkali metal alkyls |
Publications (1)
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---|---|
DE1097137B true DE1097137B (de) | 1961-01-12 |
Family
ID=24470265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country | Link |
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US (1) | US2908669A (de) |
DE (1) | DE1097137B (de) |
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NL222682A (de) * | 1956-11-30 | |||
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NL258281A (de) * | 1959-11-30 | |||
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NL279165A (de) * | 1961-06-02 | |||
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BE538782A (fr) * | 1954-06-08 | 1955-12-06 | Procédé de polymérisation d'oléfines, polymères ainsi obtenus et leurs applications |
Family Cites Families (2)
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US2721189A (en) * | 1954-08-30 | 1955-10-18 | Du Pont | Polymeric bicyclo-(2, 2, 1)-2-heptene |
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1956
- 1956-10-18 US US616618A patent/US2908669A/en not_active Expired - Lifetime
-
1957
- 1957-10-09 GB GB31540/57A patent/GB848983A/en not_active Expired
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BE538782A (fr) * | 1954-06-08 | 1955-12-06 | Procédé de polymérisation d'oléfines, polymères ainsi obtenus et leurs applications |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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US2908669A (en) | 1959-10-13 |
GB848983A (en) | 1960-09-21 |
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