DE19906019A1 - Verfahren zur Herstellung von funktionalisierten alternierenden Kohlenmonoxidcopolymeren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von funktionalisierten alternierenden KohlenmonoxidcopolymerenInfo
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Abstract
Verfahren zur Herstellung von alternierenden Kohlenmonoxidcopolymeren, enthaltend kovalent gebundene organische Substituenten, bei dem man organische Verbindungen (B), die über eine C-C-Doppel- oder Dreifachbindung oder ein tertiäres oder bezylisches Wasserstoffatom verfügen, und lineare, alternierende Kohlenmonoxidcopolymere (A) in der Kohlenmonoxidcopolymerschmelze bei Temperaturen im Bereich von 180 bis 290 DEG C miteinander zur Reaktion bringt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von alternierenden Kohlenmonoxidcopolymeren, enthaltend kovalent
gebundene organische Substituenten, nachfolgend auch funktionali
sierte alternierende Kohlenmonoxidcopolymere genannt. Des wei
teren betrifft die Erfindung die nach diesem Verfahren erhältli
chen funktionalisierten Kohlenmonoxidcopolymere und deren Verwen
dung bei der Herstellung von Fasern, Folien und Formkörpern sowie
als Phasenvermittler bei der Herstellung von Polymermischungen.
Außerdem betrifft die Erfindung Polymermischungen enthaltend un
funktionalisierte und funktionalisierte Kohlenmonoxidcopolymere.
Kohlenmonoxidcopolymere und unter diesen lineare, alternierende
Kohlenmonoxidcopolymere sowie Verfahren zu deren Herstellung sind
dem Fachmann hinlänglich bekannt (s.a. EP-A 0 121 965 und
E. Drent, P.H.N. Budzelaar, Chem. Rev., 1996, 96, Sei
ten 663-681). In dieser Substanzklasse weisen insbesondere hoch
molekulare, teilkristalline Kohlenmonoxidcopolymere mit streng
alternierender Abfolge von Kohlenmonoxid und olefinisch ungesät
tigtem Monomer in der Hauptkette aufgrund hoher Schmelzpunkte,
einer guten Chemikalienbeständigkeit und vorteilhafter mechani
scher und rheologischer Eigenschaften Anwendungspotential als
technische Kunststoffe auf. Nachteilig wirkt sich bei den teil
kristallinen Kohlenmonoxidcopolymeren vor allem im Hinblick auf
Weiterverarbeitung und Folgechemie deren schlechte Löslichkeit in
allen herkömmlichen Lösungsmitteln aus. So sind beispielsweise
Kohlenmonoxid/Ethen- und Kohlenmonoxid/Ethen/Propen-Copolymere
mit geringen Propenanteilen nur in Lösungsmitteln wie Hexafluoro
i-propanol oder Kresol einigermaßen gut löslich. Folgeumsetzungen
bzw. Weiterverarbeitungsschritte sind als Folge der schlechten
Löslichkeit entweder nicht möglich oder mit einem hohen präpara
tiven Aufwand verbunden, was technische Anwendungen zumeist von
vornherein unmöglich macht. Demgemäß versuchte man, die Löslich
keit von Kohlenmonoxidcopolymeren zu verbessern.
Dieses kann zum einen durch Verwendung von geeignet funktionali
sierten Comonomeren bei der Herstellung der Kohlenmonoxidcopoly
mere geschehen.
Beispielsweise benutzten Liaw et al., J. Polym. Sci., Part A,
1988, 36, Seiten 1785-1790, bei der übergangsmetallkatalysierten
Herstellung von Kohlenmonoxidcopolymeren mit funktionellen Grup
pen versehene Norbornenderivate als ausschließliche Vinylmono
mere. Hierbei ließ sich allerdings nur mit Acetatgruppen substi
tuiertes Norbornen in die Copolymerkette einbauen, nicht jedoch
mit Hydroxy-, Amino- oder Carbonsäuregruppen substituiertes Nor
bornen. Da zudem nur funktionalisierte Kohlenmonoxidcopolymere
mit maximalen mittleren Molekulargewichten Mn von 5470 g/mol er
halten wurden, welche zwar in Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid,
Pyridin, N,N-Dimethylacetamid und Aceton, nicht aber in gängigen
aromatischen oder halogenierten Kohlenwasserstoffen wie Benzol,
Toluol oder Chloroform löslich sind, stellt sich die Einsatz
breite der bei Liaw et al. beschriebenen funktionalisierten Koh
lenmonoxidcopolymere als sehr gering dar. Gegen eine breite An
wendung sprechen auch die aufwendige Herstellung des eingesetzten
Vinylmonomeren sowie die sehr schlechte Produktivität des be
schriebenen Verfahrens.
Sen et al., Macromolecules, 1996, 29, Seiten 5852-5858, verwenden
ω-Alkenole bzw. ω-Alkencarbonsäuren als Comonomere bei der Her
stellung linearer Kohlenmonoxidcopolymere. Angemessene Ausbeuten
werden allerdings ausschließlich mit einem optisch aktiven Kata
lysatorkomplex erhalten, dessen bidentater Bisphosphin-Chelatli
gand nur auf aufwendige Weise zugänglich ist. Im übrigen wird bei
den beschriebenen Kohlenmonoxid/Alkenol-Copolymeren das für Koh
lenmonoxidcopolymere typische Strukturelement der 1,4-Dion-Ein
heit durch intra- sowie intermolekulare Ketalbildung teilweise
oder vollständig wieder aufgehoben. Außerdem fallen die vorge
nannten Copolymere nur in Molekulargewichten kleiner 50 000 g/mol
an und sind daher für Anwendungen im Bereich der technischen
Kunststoffe nicht geeignet. Bei der Herstellung von linearen Koh
lenmonoxid/Alkencarbonsäure-Copolymeren wurde von Sen et al. zu
dem die Bildung uneinheitlicher Produkte beobachtet.
Grundsätzlich sind die bei Sen et al. erzielten Produktivitäten
als zu gering für eine technische Anwendung zu bewerten. Demgemäß
ist es grundsätzlich nicht als trivial zu bezeichnen, geeignete
langkettige Termonomere neben Ethen und Kohlenmonoxid in Kohlen
monoxidcopolymere einzubauen.
Alternativ wurden funktionelle Gruppen über polymeranaloge Reak
tionen in die Kohlenmonoxidcopolymerkette eingefügt. Liaw et al.,
Eur. Polym. J., 1996, 32 (11), Seiten 1285-1288, beschreiben die
Umsetzung von Kohlenmonoxid/Ethen-Copolymeren mit Hydroxylamin zu
Polyketoximen, welche in Dimethylsulfoxid und Dimethylformamid
löslich sind. Das geschilderte Verfahren ist präparativ sehr auf
wendig und führt nur zu funktionellen Gruppen mit geringer Reak
tivität, die für Folge- oder Pfropfreaktionen wenig geeignet
sind. Darüber hinaus geht auch bei Liaw et al. die charakteristi
sche 1,4-Dion-Einheit der linearen, alternierenden Kohlenmonoxid
copolymerkette verloren.
Neben der Reaktivität der Carbonylgruppe kann zur Funktionalisie
rung der Copolymerkette auch die Reaktivität der zu den Ketonein
heiten α-ständigen Wasserstoffatome herangezogen werden.
Der Patentschrift US 4,616,072 ist die Umsetzung statistischer
Kohlenmonoxidcopolymere mit Chlor zu entnehmen, bei der Chlorsub
stituenten in α-Position zur Carbonylgruppe in die Polymerkette
eingebaut werden. Das erhaltene Produkt ist in Tetrachlorkoh
lenstoff, Dioxan, Tetrahydrofuran, Dichlormethan und Styrol
löslich. Von Nachteil ist allerdings, daß der Chlorsubstituent
als solcher keine reaktive Gruppe darstellt, die man für Folge-
bzw. Pfropfungsreaktionen unmittelbar einsetzen könnte. Zudem ist
die Anwendungsbreite von halogenhaltigen Polymeren zwangsläufig
eher begrenzt.
In der WO 98/28354 wird die Eignung niedermolekularer Kohlenmon
oxid/Olefin-Copolymerzusammensetzungen als Bindemittel bzw. Kle
ber für Holzanwendungen dadurch verbessert, daß man Vinylmonomere
wie Styrol oder Methylmethacrylat auf die Kohlenmonoxidcopolymer
kette aufpfropft. Die Pfropfreaktion wird in einer Öl-in-Wasser-
Dispersion vorgenommen, zu der man das Pfropfmonomere und einen
Radikalinitiator gibt. Die Molmassen der eingesetzten Kohlenmon
oxidcopolymere liegen im Bereich von 200 bis 20 000 g/mol und
nehmen bevorzugt Werte kleiner 4000 g/mol an. Die erhaltenen
Pfropfcopolymere weisen eine verringerte Viskosität, eine bessere
Standzeit und sehr gute Haftungseigenschaften auf. Zwecks Aushär
tung des erhaltenen Bindemittels sind regelmäßig Amine zuzuset
zen.
Der US-Patentschrift US 5,079,316 ist zu entnehmen, daß Kohlen
monoxidcopolymere mit einem Kohlenmonoxidanteil kleiner 40 Gew.-%
mit Vinyl- und Vinylidenmonomeren bei Temperaturen im Bereich von
25 bis 100°C radikalisch gepfropft werden können. Hierbei ist es
sowohl möglich, die Pfropfmonomeren direkt auf die Copolymerkette
auf zupfropfen als auch eine vorab hergestellte Polymerkette aus
den Pfropfmonomeren an das Polymerrückgrat anzuknüpfen, um zum
gewünschten Pfropfcopolymeren zu gelangen. Gemäß dieser Pa
tentschrift finden die beschriebenen Pfropfreaktionen unter den
radikalischen Polymerisationsbedingungen der Herstellung sta
tistischer Kohlenmonoxidcopolymere statt. Diese statistischen Co
polymere verfügen im allgemeinen nur über einen geringen Anteil
an in die Polymerkette eingebautem Kohlenmonoxid. Allerdings sind
nur mit derartigen Kohlenmonoxidcopolymeren erhaltene Pfropfcopo
lymere als Kompatibilisierungsmittel für Polycarbonat/ABS- bzw.
Polyethylenterephthalat/Polycarbonat-Blends geeignet.
Es wäre wünschenswert, auch lineare, alternierende Kohlenmonoxid
copolymere auf präparativ einfache Art und Weise unter Beibehal
tung der charakteristischen Struktureinheiten dieser Substanz
klasse mit geeigneten Substituenten funktionalisieren zu können.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren für die Herstellung von funktionalisierten alternieren
den Kohlenmonoxidcopolymeren zu finden, das präparativ einfach
umzusetzen ist, Kohlenmonoxidcopolymere mit einem hohen Kohlen
monoxidanteil toleriert, die thermoplastischen Werkstoffeigen
schaften der eingesetzten Kohlenmonoxidcopolymeren nicht oder
nicht wesentlich verändert und zu Copolymeren mit guten Verarbei
tungseigenschaften führt.
Demgemäß wurde ein Verfahren für die Herstellung von alternieren
den Kohlenmonoxidcopolymeren, enthaltend kovalent gebundene orga
nische Substituenten gefunden, bei dem man organische Verbindun
gen (B), die über eine C-C-Doppel- oder Dreifachbindung oder ein
tertiäres oder benzylisches Wasserstoffatom verfügen, und li
neare, alternierende Kohlenmonoxidcopolymere (A) in der Kohlen
monoxidcopolymerschmelze bei Temperaturen im Bereich von 180 bis
290°C miteinander zur Reaktion bringt.
Des weiteren wurden die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren er
haltenen funktionalisierten alternierenden Kohlenmonoxidcopoly
mere sowie deren Verwendung für die Herstellung von Fasern, Fo
lien und Formkörpern gefunden. Außerdem wurde deren Verwendung
als Phasenvermittler bei der Herstellung von Polymermischungen
gefunden. Schließlich wurden Polymermischungen enthaltend unfunk
tionalisierte und funktionalisierte Kohlenmonoxidcopolymere ge
funden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden lineare, alternierende
Kohlenmonoxidcopolymere (A) eingesetzt, die vorzugsweise über ein
thermoplastisches Eigenschaftsprofil verfügen. Diese Kohlenmon
oxidcopolymere besitzen im allgemeinen ein Molekulargewicht Mw
größer 30 000, bevorzugt größer 50 000 und insbesondere größer
80 000 g/mol. Kohlenmonoxidcopolymere mit geringeren Molekularge
wichten sind als technische Kunststoffe in der Regel nicht geeig
net und kommen daher als zu funktionalisierendes Polymermaterial
im allgemeinen nicht in Frage. Die eingesetzten thermoplastischen
Kohlenmonoxidcopolymere sind in der Regel teilkristallin.
Bevorzugt wird auf lineare, alternierende Kohlenmonoxidcopolymere
zurückgegriffen, die auf Kohlenmonoxid und olefinisch ungesät
tigte Verbindungen mit 2 bis 18, vorzugsweise 2 bis 12 und insbe
sondere 2 bis 8 Kohlenstoffatomen zurückgehen. Unter den ungesät
tigten vinylaromatischen Verbindungen sind solche aus 8 bis 18
und insbesondere aus 8 bis 12 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Der
Schmelzpunkt dieser Substanzklasse liegt üblicherweise im Bereich
von 100 bis 260°C, bevorzugt von 180 bis 240°C, die Glasübergangs
temperatur Tg im Bereich von -60 bis 80, bevorzugt von -20 bis
40°C.
Als Olefine für die Herstellung binärer linearer, alternierender
Kohlenmonoxidcopolymere (A) werden bevorzugt C2- bis C10-Alk-1-ene
wie Ethen, Propen, But-1-en, Pent-1-en, Hex-1-en, Vinylnorbornen,
Norbornen, Hept-1-en, Oct-1-en oder Styrol, besonders bevorzugt
Ethen oder Propen und insbesondere Ethen eingesetzt. Für die Her
stellung ternärer oder höherer Kohlenmonoxidcopolymere kann auf
beliebige Mischungen der vorgenannten olefinischen Monomere zu
rückgegriffen werden, wobei Ethen als Hauptcomonomerkomponente
bevorzugt ist. Geeignet als Terpolymere sind beispielsweise Koh
lenmonoxid/Ethen/Propen- oder Kohlenmonoxid/Ethen/But-1-en-Copo
lymere mit einem Ethenanteil von 60 bis 99,9, bevorzugt 70 bis 99
und besonders bevorzugt von 80 bis 98 mol-%, bezogen auf die ole
finischen Komponenten im Kohlenmonoxidcopolymer. Selbstverständ
lich kann z. B. auch auf ternäre Copolymere aus Kohlenmonoxid,
But-1-en und Styrol oder aus Kohlenmonoxid, Propen und Oct-1-en
zurückgegriffen werden.
Die linearen, alternierenden Kohlenmonoxidcopolymere (A) werden
übergangsmetallkatalysiert aus Kohlenmonoxid und den genannten
Olefinen erhalten. Es kann dabei auf in der DE-A 196 10 385 und
in der unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung
Az. 19 649 072.3 beschriebene Verfahren zurückgegriffen werden.
Diese Herstellungsverfahren werden hiermit ausdrücklich in die
vorliegende Offenbarung mit aufgenommen. Weitere Verfahren zur
Herstellung von linearen, streng alternierenden Kohlenmonoxidco
polymeren, wie in der EP-A 0 485 035 oder EP-A 0 702 045 offen
bart, können natürlich ebenfalls eingesetzt werden.
Für die Herstellung von Kohlenmonoxidcopolymeren (A), enthaltend
vinylaromatische Monomereinheiten, werden im allgemeinen Über
gangsmetallkomplexe mit Stickstoffliganden wie 2,2'-Bipyridine
oder Bisoxazoline, oder mit Phosphino(dihydrooxazol)liganden ver
wendet. Derartige Herstellungsverfahren finden sich bei Sperle et
al., Helv. Chim. Act., 1996, 79, S. 1387, bei Brookhart et al.,
J. Am. Chem. Soc., 1994, 116, S. 3641 sowie in der EP-A 0 345 847
beschrieben.
Die übergangsmetallkatalysierte Herstellung der Kohlenmonoxidco
polymeren erfolgt geeigneterweise in Gegenwart definierter Palla
dium(II)-Komplexe, welche mit mindestens einem bidentaten Ligan
densystem, das als koordinierende Atome Phosphor oder Stickstoff
enthält, chelatisiert sind und welche als Gegenionen über nicht-
oder schlecht-koordinierende Anionen verfügen.
Als definierte Übergangsmetallkomplexe, d. h. als Metallkomplexe,
die vor der Zugabe zum Polymerisationsgemisch separat hergestellt
werden und in aufgereinigter Form vorliegen, sind insbesondere
geeignet [1,3-Bis(diphenyl)phosphinopropan]palladium(II)acetat,
[1,3-Bis(di-(2-methoxyphenyl))phosphinopropan]palladium(II)ace
tat, [Bis(diphenylphosphinomethyl)phenylamin]palladium(II)acetat
und [Bis(diphenylphosphinomethyl)-2,4-difluorphenylamin]palla
dium(II)acetat.
Die Kohlenmonoxidcopolymerisation erfolgt im allgemeinen bei
Drücken im Bereich von 20 bis 200, bevorzugt von 50 bis 150 bar
und bei Temperaturen im Bereich von 0 bis 150, bevorzugt von 20
bis 120°C. Die Copolymerisation kann in Suspension, Lösung oder
auch in der Gasphase durchgeführt werden. Kohlenmonoxidterpoly
mere lassen sich besonders vorteilhaft in einem niedermolekularen
Lösungsmittel, z. B. Methanol, Aceton, Tetrahydrofuran, Dichlorme
than oder beliebigen Mischungen der genannten Verbindungen in Ge
genwart von Broensted-Säuren mit pKa-Werten kleiner 6. z. B. para-
Toluolsulfonsäure oder Trifluoressigsäure, herstellen.
Erfindungsgemäß werden zur Funktionalisierung der thermoplasti
schen linearen, alternierenden Kohlenmonoxidcopolymere (A) orga
nische Verbindungen (B) eingesetzt, die über eine C-C-Doppel-
oder Dreifachbindung oder ein tertiäres oder benzylisches Wasser
stoffatom verfügen. Die Doppel- oder Dreifachbindung kann sich in
endständiger Position von linearen oder verzweigten aliphatischen
oder substituierten aromatischen Verbindungen befinden. Des wei
teren sind auch Verbindungen mit interner Doppel- oder Dreifach
bindung geeignet. Daneben können auch Verbindungen mit konjugier
ten oder nichtkonjugierten Mehrfachbindungen eingesetzt werden.
Geeignete Alk-1-ene sind zum Beispiel solche, die bei Raumtempe
ratur unter Normaldruck flüssig oder fest sind, wie 2-Methyl
pent-1-en, 4-Methylpent-1-en, Okt-1-en, Non-1-en, Undec-1-en, Do
dec-1-en, Tetradec-1-en, Hexadec-1-en, Octadec-1-en, Styrol oder
Vinylnaphthalin. Als Alkine kommen zum Beispiel Hept-1-in,
Okt-1-in, Non-1-in, Dodec-1-in oder Phenylacetylen in Betracht.
Geeignete Verbindungen mit internen oder konjugierten Doppel-
oder Dreifachbindungen sind beispielsweise But-2-en, Pent-2-en,
Hex-2-en, Hex-3-en, 2-Methylpent-2-en, 4-Methylpent-2-en, Buta
dien, Cyclohexen, Cyclooctadien, 2,4-Hexadien oder 1,3-Pentadien.
Darüber hinaus können für die Umsetzung in der Kohlenmonoxidcopo
lymerschmelze auch organische Verbindungen eingesetzt werden, die
über ein tertiäres oder benzylisches Wasserstoffatom im Molekül
verfügen. Beispielsweise kommen als solche Verbindungen (B) 2-Me
thylhexan, 2-Methylhepten, 2-Methyldodecan, 2-Methylhexadecan
oder 2,7-Dimethyloctan sowie Isopropylbenzol, 4-Isopropyl-1-me
thylbenzol oder 7-Isopropyl-1-methylphenanthren in Frage. Selbst
verständlich können auch beliebige Mischungen der genannten Ver
bindungen (B) eingesetzt werden.
Besonders geeignet sind Verbindungen (B), die über mindestens
eine funktionelle Gruppe, bevorzugt über eine reaktive funktio
nelle Gruppe verfügen. Bevorzugte erfindungsgemäße funktionali
sierte Kohlenmonoxidcopolymere können zum Beispiel durch Umset
zung der genannten Kohlenmonoxidcopolymere (A) in der Schmelze
mit Verbindungen, die beispielsweise neben einer C-C-Doppel- oder
-Dreifachbindung über eine oder mehrere Carbonyl-, Carbonsäure-,
Carboxylat-, Carbonsäureanhydrid-, Carbonsäureamid-, Carbonsäu
reimid-, Carbonsäureester-, Amino-, Hydroxyl-, Epoxi-, Oxazolin-,
Urethan-, Harnstoff-, Lactam- oder Halogenbenzylgruppen verfügen,
erhalten werden. Bei der Umsetzung in der Schmelze reagieren die
C-C-Doppel- bzw. Dreifachbindungen mit der Kohlenmonoxidcopoly
merkette unter Ausbildung kovalenter Bindungen. Unter den genann
ten Bedingungen gehen die beschriebenen funktionellen Gruppen der
C-C-Doppel- bzw. Dreifachbindungen enthaltenden Verbindungen
üblicherweise keine Reaktion mit dem Copolymergerüst ein.
Typische geeignete, mit reaktiven Gruppen versehene ungesättigte
Verbindungen (B) sind beispielsweise Maleinsäure, Methylmalein
säure, Itaconsäure, Tetrahydrophthalsäure, deren Anhydride und
Imide, Vinyloxazolin, Isopropenyloxazolin, Fumarsäure, die Mono-
und Diester dieser Säuren, z. B. von C1-C18--Alkanolen, die Mono-
oder Diamide dieser Säuren wie N-Phenylmaleinimid oder Maleinsäu
rehydrazid sowie Acrylsäure, Methacrylsäure, Glycidyl(meth)acry
lat, C1- bis C18-(Meth)acrylate wie Methyl(meth)acrylat, n-Bu
tyl(meth)acrylat oder Stearyl(meth)acrylat, des weiteren endstän
dige C6- bis C20-Alk-1-ine mit reaktiven Gruppen wie Hydroxyl,
Carbonsäure, Oxazolin oder Epoxy, also zum Beispiel Oct-7-in-1-ol
oder Dodec-11-in-1-carbonsäure.
Bevorzugt werden (Meth)acrylsäure, Glycidyl(meth)acrylat, insbe
sondere Glycidylacrylat, α,β-ungesättigte Dicarbonsäuren bzw.
deren Anhydride sowie Mono- oder Diester der nachstehenden allge
meinen Struktur I und II verwendet:
wobei
R1, R2, R3 und R4 unabhängig voneinander Wasserstoff sowie C1-C18-Alkyl-Gruppen wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl oder Octyl in linearer oder verzweigtkettiger Form sein können.
R1, R2, R3 und R4 unabhängig voneinander Wasserstoff sowie C1-C18-Alkyl-Gruppen wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl oder Octyl in linearer oder verzweigtkettiger Form sein können.
Besonders geeignete Verbindungen sind Acrylsäure, Maleinsäurean
hydrid, Fumarsäure und Itaconsäure.
Unter Kohlenmonoxidcopolymere (A) bzw. funktionalisierte Kohlen
monoxidcopolymere im Sinne der vorliegenden Erfindung sind auch
solche Copolymerisate zu verstehen, die durch Zugabe eines oder
mehrerer Stabilisatoren gegen thermisch-, oxidativ- oder lichtin
duzierte Abbäu- oder Vernetzungsreaktionen geschützt sind.
Als Antioxidantien sind z. B. mit sterisch anspruchsvollen Alkyl
gruppen substituierte Phenole wie 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphe
nol, 2-tert-Butyl-4-methylphenol, 2,6-Di-tert-butyl-4-isobutyl
phenol oder 2,6-Di-nonyl-4-methylphenol oder deren Mischungen
geeignet. Des weiteren kommen Hydrochinon und alkylierte Hydro
chinone, z. B. 2,6-Di-tert-butyl-4-methoxyphenol, Ascorbinsäure
oder Tocopherol in Betracht. Ebenfalls können als geeignete Anti
oxidantien die Ester oder Amide von β-(3,5-Di-tert-butyl-4-hydro
xyphenyl)-propionsäure, β-(3,5-Dicyclohexyl-4-hydroxyphenyl)-pro
pionsäure, 3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenylessigsäure oder
β-(5-tert-Butyl-4-hydroxy-3-methylphenyl)-propionsäure mit zum
Beispiel Methanol, Ethanol, Octadecanol, Ethylenglykol oder
1,9-Nonandiol bzw. Hexamethylendiamin oder Trimethylendiamin ein
gesetzt werden. Exemplarisch seien (Octadecyl-3-(3,5-di-tert-bu
tyl-4-hydroxyphenyl)-propionat) (Irganox® 1076, Ciba Spezialitä
tenchemie) und Pentaerithrityl-tetrakis-(3-(3,5-di-tert-bu
tyl-4-hydroxyphenyl)propionat) (Irganox® 1010 (Ciba Spezialitä
tenchemie)) genannt. Außerdem sind auch mit sterisch anspruchs
vollen vicinalen 2,6- bzw. 2,5-Alkylgruppen substituierte Piperi
din- bzw. Pyrrolidinderivate wie N,N-Bis-(2,2,6,6-tetramethyl
piperidin-4-yl)-hexamethylendiamin, Bis-(2,2,6,6)-tetramethylpi
peridin-4-yl)-sebacat, N-N-Bis-(2,2,6,6-tetramethyl-piperi
din-4-on oder N,N-Bis-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-ol geeignet.
Weiterhin geeignet sind chelatisierend wirkende Metalldesaktiva
toren. Neben organischen Verbindungen mit einer 1,3-Diketonein
heit wie Stearoylbenzoylmethan oder Dibenzoylmethan und Verbin
dungen des Hydrazins, z. B. N-Salicylal-N'-salicyloylhydrazin,
N,N'-Bis(salicyloyl)-hydrazin oder insbesondere N,N'-
Bis-(3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyl)-hydrazin,
sind dieses u. a. Hydrazidverbindungen wie Isophthalsäuredihydra
zid, Sebacinsäure-bis-phenylhydrazid, N,N'-Diacetyl-adipinsäure
dihydrazid, N,N'-Bis-salicyloyl-oxalsäure-dihydrazid und N,N'-
Bis-salicycloyl-thiopropionsäure-dihydrazid, sowie Bisphosphan-,
Hydrazon- und Bishydrazonderivate. Des weiteren kommen als Stabi
lisatorverbindungen Carbonsäureamide wie Oxalsäureamide, bei
spielsweise 4,4'-Di-octyloxy-oxanilid, 2,2'-Diethoxy-oxanilid,
2,2'-Di-octyloxy-5,5'-di-tert-butyl-oxanilid, 2,2'-Di-dodecy
loxy-5,5'-di-tert-butyl-oxanilid, 2-Ethoxy-2'-ethyloxanilid,
N,N'-Bis(3-dimethylaminopropyl)-oxalamid, 2-Ethoxy-5-tert-bu
tyl-2'-ethyloxanilid und dessen Gemisch mit 2-Ethoxy-2-ethyl-
5,4-di-tert-butyl-oxanilid, Gemische von o- und p-Methoxy- sowie
von o- und p-Ethoxy-di-substituierten Oxaniliden sowie N,N'-Di
phenyloxalsäurediamid oder Triazolderivate wie 3-Salicyloyl
amino-1,2,4-triazol in Frage. Unter den genannten Metalldesakti
vatoren sind die Hydrazin-, Oxalsäurediamid- und 1,3-Diketonderi
vate bevorzugt. Besonders geeignet sind N,N'-Bis-(3-(3,5-di-tert
butyl-4-hydroxyphenyl)propionyl)-hydrazin und 2,2'-Oxalyldiami
dodi-(ethyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat. Die
vorgenannten Verbindungen können auch in Form beliebiger Mischun
gen eingesetzt werden. Die Herstellung der genannten Metalldesak
tivatoren ist dem Fachmann im allgemeinen bekannt und stellt in
den meisten Fällen Lehrbuchwissen dar. Darüber hinaus können
diese Verbindungen kommerziell erworben werden. Zum Beispiel sind
N,N'-Bis-(3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)-
propionyl)-hydrazin und 2,2'-Oxalyldiamidodi-(ethyl-3-(3,5-di
tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat unter den Namen Irganox®
1024 MD (Ciba Spezialitätenchemie) bzw. Naugard® XL-1 (Uniroyal)
erhältlich.
Als UV-Absorber oder Lichtschutzmittel kann auf 2-Hydroxybenzo
phenone, wie 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon, 2-(2'-Hydroxyphe
nyl)benzotriazole, wie 2-(2'-Hydroxy-5'-methylphenyl)-benzotria
zol, oder sterisch gehinderte Amine, wie 4-Morpholino-2,6-di
chlor-1,3,5-triazin, zurückgegriffen werden. Außerdem sind
2-(2'-Hydroxyphenyl)-1,3,5-triazine als Lichtschutzmittel geeig
net.
Des weiteren können zur Stabilisierung gegen Abbau- und Vernet
zungsreaktionen auch Lactonverbindungen vom Typ der Benzofu
ran-2-one, z. B. solche gemäß den nachfolgenden Formeln III bis V
eingesetzt werden:
Bevorzugt werden Benzofuran-2-on Verbindungen in Form einer Mi
schung der Verbindungen III und IV als Stabilisatorzusatz verwen
det. Grundsätzlich sind als Lactonverbindungen solche geeignet,
die unter die Formel VI fallen
in der die Substituenten die folgende Bedeutung haben:
R5 unsubstituiertes oder mit C1- bis C10-Alkyl, insbeson dere C1- bis C6-Alkyl, C1- bis C10-Alkoxy, insbesondere C1- bis C6-Alkoxy, C6- bis C14-Aryl, mit funktionellen Gruppen auf der Basis der Elemente der Gruppen IVA, VA, VIA oder VIIA des Periodensystems der Elemente substi tuiertes C6- bis C14-Aryl, Hydroxy, Halogen, Amino, C1- bis C10-Alkylamino, insbesondere C1- bis C4-Alkylamino, Phenylamino oder Di-(C1- bis C10-alkyl)amino, insbeson dere Di-(C1- bis C4-alkyl)amino, substituiertes Phe nyl, Naphthyl, Phenanthryl, Anthryl, 5,6,7,8-Tetrahy dro-2-naphthyl, 5,6,7,8-Tetrahydro-1-naphthyl, Thienyl, Benzo[b]thienyl, Naphthol[2,3-b]thienyl, Thianthrenyl, Dibenzofuryl, Chromenyl, Xanthenyl, Phenoxathiinyl, Pyrrolyl, Imidazolyl, Pyrazolyl, Pyrazinyl, Pyrimidi nyl, Pyridazinyl, Indolizinyl, Isoindolyl, Indolyl, In dazolyl, Purinyl, Chinolizinyl, Isochinolyl, Chinolyl, Phthalazinyl, Naphthyridinyl, Chinoxalinyl, Chinazoli nyl, Cinnolinyl, Pteridinyl, Carbozolyl, b-Carbolinyl, Phenanthridinyl, Acridinyl, Perimidinyl, Phenanthroli nyl, Phenazinyl, Isothiazolyl, Phenothiazinyl, Isoxazo lyl, Furazanyl, Bisphenyl, Terphenyl, Fluorenyl oder Phenoxazinyl darstellt,
R6 bis R9 unabhängig voneinander Wasserstoff, Chlor, Hydroxy, C1-C25-Alkyl, C7-C9-Phenylalkyl, unsubstituiertes oder durch C1-C30-Alkyl, insbesondere C1- bis C4-Alkyl sub stituiertes Phenyl, unsubstituiertes oder durch C10-Alkyl, insbesondere C1- bis C4-Alkyl, substi tuiertes C5-C6-Cycloalkyl, C1-C18-Alkoxy, C1-C18-Alkylt hio, C1-C4-Alkylamino, Di-(C1-C4-alkyl)amino, C1-C25-Al kanoyloxy, C1-C25-Alkanoylamino, C3-C25-Alkenoyloxy, durch Sauerstoff, Schwefel oder <N-R" (R" = C1- bis C6-Alkyl oder C6- bis C10-Aryl) unterbrochenes C3-C25-Alkanoyloxy, C6-Cg-Cycloalkylcarbonyloxy, Benzoy loxy oder durch C1-C12-Alkyl substituiertes Benzoyloxy darstellen, oder ferner die Reste R6 und R7 oder die Reste R7 und R8 und R9 zusammen mit den Kohlenstoffato men, an die sie gebunden sind, einen Benzolring bilden, R8 zusätzlich (CH2)p-COR' oder -(CH2)qOH darstellt,
R10 Wasserstoff oder unsubstituiertes oder mit funktionel len Gruppen auf Basis der Elemente der Gruppen IVA, VA, VIA oder VIIA des Periodensystems der Elemente substi tuiertes C1- bis C10-Alkyl, C3- bis C10-Cycloalkyl, C6- bis C14-Aryl.
R5 unsubstituiertes oder mit C1- bis C10-Alkyl, insbeson dere C1- bis C6-Alkyl, C1- bis C10-Alkoxy, insbesondere C1- bis C6-Alkoxy, C6- bis C14-Aryl, mit funktionellen Gruppen auf der Basis der Elemente der Gruppen IVA, VA, VIA oder VIIA des Periodensystems der Elemente substi tuiertes C6- bis C14-Aryl, Hydroxy, Halogen, Amino, C1- bis C10-Alkylamino, insbesondere C1- bis C4-Alkylamino, Phenylamino oder Di-(C1- bis C10-alkyl)amino, insbeson dere Di-(C1- bis C4-alkyl)amino, substituiertes Phe nyl, Naphthyl, Phenanthryl, Anthryl, 5,6,7,8-Tetrahy dro-2-naphthyl, 5,6,7,8-Tetrahydro-1-naphthyl, Thienyl, Benzo[b]thienyl, Naphthol[2,3-b]thienyl, Thianthrenyl, Dibenzofuryl, Chromenyl, Xanthenyl, Phenoxathiinyl, Pyrrolyl, Imidazolyl, Pyrazolyl, Pyrazinyl, Pyrimidi nyl, Pyridazinyl, Indolizinyl, Isoindolyl, Indolyl, In dazolyl, Purinyl, Chinolizinyl, Isochinolyl, Chinolyl, Phthalazinyl, Naphthyridinyl, Chinoxalinyl, Chinazoli nyl, Cinnolinyl, Pteridinyl, Carbozolyl, b-Carbolinyl, Phenanthridinyl, Acridinyl, Perimidinyl, Phenanthroli nyl, Phenazinyl, Isothiazolyl, Phenothiazinyl, Isoxazo lyl, Furazanyl, Bisphenyl, Terphenyl, Fluorenyl oder Phenoxazinyl darstellt,
R6 bis R9 unabhängig voneinander Wasserstoff, Chlor, Hydroxy, C1-C25-Alkyl, C7-C9-Phenylalkyl, unsubstituiertes oder durch C1-C30-Alkyl, insbesondere C1- bis C4-Alkyl sub stituiertes Phenyl, unsubstituiertes oder durch C10-Alkyl, insbesondere C1- bis C4-Alkyl, substi tuiertes C5-C6-Cycloalkyl, C1-C18-Alkoxy, C1-C18-Alkylt hio, C1-C4-Alkylamino, Di-(C1-C4-alkyl)amino, C1-C25-Al kanoyloxy, C1-C25-Alkanoylamino, C3-C25-Alkenoyloxy, durch Sauerstoff, Schwefel oder <N-R" (R" = C1- bis C6-Alkyl oder C6- bis C10-Aryl) unterbrochenes C3-C25-Alkanoyloxy, C6-Cg-Cycloalkylcarbonyloxy, Benzoy loxy oder durch C1-C12-Alkyl substituiertes Benzoyloxy darstellen, oder ferner die Reste R6 und R7 oder die Reste R7 und R8 und R9 zusammen mit den Kohlenstoffato men, an die sie gebunden sind, einen Benzolring bilden, R8 zusätzlich (CH2)p-COR' oder -(CH2)qOH darstellt,
R10 Wasserstoff oder unsubstituiertes oder mit funktionel len Gruppen auf Basis der Elemente der Gruppen IVA, VA, VIA oder VIIA des Periodensystems der Elemente substi tuiertes C1- bis C10-Alkyl, C3- bis C10-Cycloalkyl, C6- bis C14-Aryl.
Bevorzugt sind Verbindungen (VI), in denen der Rest R5 Phenyl oder
Naphthyl, insbesondere Phenyl, oder ein- oder mehrfach mit C1- bis
C6-Alkylgruppen substituiertes Phenyl oder Naphthyl, insbesondere
Phenyl darstellt. Besonders bevorzugt als Rest R5 ist in ortho-
und meta- oder in meta- und para-Stellung mit Methyl, Ethyl, i-
Propyl oder tert-Butyl, vorzugsweise Methyl, substituiertes Phe
nyl. In bevorzugten Verbindungen (VI) bedeuten darüber hinaus die
Reste R6 und R8 i-Propyl, tert-Butyl oder Cyclohexyl, insbesondere
tert-Butyl, und die Reste R7, R9 und R10 Wasserstoff oder Methyl,
insbesondere Wasserstoff. Bevorzugt ist ebenfalls 3-[4-(2-Aceto
xyethoxy)phenyl]-5,7-di-tert-butyl-benzofuran-2-on. Es können
auch beliebige Mischungen aus den beschriebenen Lactonverbindun
gen eingesetzt werden. Besonders bevorzugt sind Mischungen aus
Verbindungen der Formel (VI), in denen R5 3,4-Di-methylphenyl, R6
und R8 tert-Butyl und R7, R9, R10 Wasserstoff bedeuten, und Ver
bindungen der Formel (VI), in denen R5 2,3-Di-methylphenyl, R6 und
R8 tert-Butyl und R7, R9, R10 Wasserstoff bedeuten.
Verbindungen vom Typ der Benzofuran-2-one, wie vorgehend be
schrieben, sind dem Fachmann bekannt und können beispielsweise
nach den Vorschriften gemäß US 4,325,863, US 5,175,312, US
5,488,117 oder US 5,516,920 erhalten werden. Eine Isomeren
mischung aus 3-(2,3-Di-methyl-phenyl)- und 3-(3,4-di-methyl-phe
nyl)-5,7-di-tert-butyl-benzofuran-2-on (IV bzw. III) ist z. B.
unter der Bezeichnung HP 136 (Ciba Spezialitätenchemie) im Handel
zu erwerben.
Des weiteren können zur Stabilisierung, insbesondere zur Schmel
zestabilisierung der Kohlenmonoxidcopolymere, auch anorganische
Verbindungen wie Phosphate, Carbonate oder Sulfate von insbeson
dere Alkali- oder Erdalkalimetallen, vorzugsweise Erdalkalimetal
len zugegeben werden. Besonders geeignet unter den anorganischen
Zusatzstoffen sind Erdalkaliphosphate und -hydroxyphosphate. Be
vorzugt werden Calciumphosphat (Ca3(PO4)2) und natürliches oder
synthetisches Hydroxyapatit (Ca10(PO4)6(OH)2) eingesetzt. Beson
ders bevorzugt ist Calciumphosphat.
Selbstverständlich können auch beliebige Mischungen der genannten
Stabilisatorverbindungen zum Einsatz kommen.
Bevorzugt gibt man Calciumphosphat in Kombination mit phenoli
schen Antioxidantien wie Irganox® 1076 oder Irganox® 1010 oder
mit Benzofuran-2-onen zum Kohlenmonoxidcopolymer. Besonders be
vorzugt sind Stabilisatorsysteme auf der Basis von Calciumphosp
hat, Benzofuran-2-onen und Metalldesaktivatoren, z. B. N,N'-
Bis-(3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyl)-hydrazin,
oder auf der Basis von Calciumphosphat, Methalldesaktivator und
phenolischen Antioxidans.
Die Stabilisatorverbindungen werden geeigneterweise vor dem Auf
schmelzen des Kohlenmonoxidcopolymerem mit diesem vermengt.
Im allgemeinen haben sich Gesamtstabilisatormengen im Bereich von
0,0005 bis 10,0, bevorzugt von 0,0005 bis 5,0 und besonders be
vorzugt von 0,001 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzte
Menge an Kohlenmonoxidcopolymer, als ausreichend erwiesen. Die
Einzelstabilisatorkomponenten liegen in den Kohlenmonoxidcopoly
meren im allgemeinen in Mengen von 0,0001 bis 2,0 Gew.-% vor.
Nach dem der Erfindung zugrunde liegenden Verfahren werden die
linearen, alternierenden Kohlenmonoxidcopolymere (A) und die or
ganischen Verbindungen (B) in der Kohlenmonoxidcopolymerschmelze
miteinander umgesetzt. In Abhängigkeit vom Kohlenmonoxidcopolymer
werden die Umsetzungen in der Regel bei Temperaturen im Bereich
von 180 bis 290% durchgeführt. Häufig wird ein gängiger Radikal
starter zugegeben.
Als Radikalstarter können die in der Fachliteratur beschriebenen
Verbindungen Verwendung finden (z. B. J.K. Kochi, "Free Radicals",
J. Wiley, New York, 1973).
Als besonders günstige Radikalstarter seien genannt:
Di-(2,4-dichlorbenzoyl)peroxid, tert-Butylperoxid, Di-(3,5,5,5-trimethylhexanol)peroxid, Dilauroylperoxid, Dideca noylperoxid, Dipropionylperoxid, Dibenzoylperoxid, tert-Butylpe roxy-2-ethylhexoat, tert-Butylperoxydiethylacetat, tert-Butylpe roxyisobutyrat, 1,1-Di-tert-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohe xan, tert-Butylperoxyisopropylcarbonat, tert-Butylpe roxy-3,3,5-trimethylhexoat, tert-Butylperacetat, tert-Butylper benzoat, 4,4-Di-tert-butylperoxyvaleriansäure-butylester, 2,2-Di tert-butylperoxybutan, Dicumylperoxid, tert-Butylcumylperoxid, 1,3-Di(tert-butylperoxyisopropyl)benzol und Di-tert-butylperoxid.
Di-(2,4-dichlorbenzoyl)peroxid, tert-Butylperoxid, Di-(3,5,5,5-trimethylhexanol)peroxid, Dilauroylperoxid, Dideca noylperoxid, Dipropionylperoxid, Dibenzoylperoxid, tert-Butylpe roxy-2-ethylhexoat, tert-Butylperoxydiethylacetat, tert-Butylpe roxyisobutyrat, 1,1-Di-tert-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohe xan, tert-Butylperoxyisopropylcarbonat, tert-Butylpe roxy-3,3,5-trimethylhexoat, tert-Butylperacetat, tert-Butylper benzoat, 4,4-Di-tert-butylperoxyvaleriansäure-butylester, 2,2-Di tert-butylperoxybutan, Dicumylperoxid, tert-Butylcumylperoxid, 1,3-Di(tert-butylperoxyisopropyl)benzol und Di-tert-butylperoxid.
Genannt seien ebenfalls organische Hydroperoxide wie Di-isopro
pylbenzolmonohydroperoxid, Cumolhydroperoxid, tert-Butylhydrope
roxid, p-Menthylhydroperoxid und Pinanhydroperoxid, organische
Diazoverbindungen wie Azoisobutyronitril oder 2,2'-Azobis[N-(iso
propyl)-2-methylpropionamid] sowie hochverzweigte Alkane. Bei
spiele für die letzteren sind 2,3-Dimethyl-2,3-diphenylbutan,
3,4-Dimethyl-3,4-diphenylhexan und 2,2,3,3-Tetraphenylbutan; sie
eignen sich wegen ihrer Zerfallseigenschaften besonders für die
Modifizierung in der Schmelze.
Der Anteil an Radikalstarter liegt in der Regel im Bereich von
0,1 bis 4, bevorzugt unterhalb von 2,0 Gew.-%, bezogen auf die
Menge an eingesetztem Kohlenmonoxidcopolymer und reaktiver Ver
bindung.
Bevorzugt sind funktionalisierte Kohlenmonoxidcopolymere, die
durch Umsetzung von 60 bis 99, 99, bevorzugt 70 bis 99,9 und be
sonders bevorzugt von 80 bis 99,5 Gew.-% des unmodifizierten, ge
gebenenfalls stabilisierten Kohlenmonoxidcopolymeren (A) mit 0,01
bis 40, bevorzugt 0,1 bis 30 und besonders bevorzugt von 0,5 bis
20 Gew.-% an genannter organischer Verbindung (B), welche vor
zugsweise auch über mindestens eine reaktive funktionelle Gruppe
verfügt, erhalten werden.
Der Anteil an kovalent nach dem erfindungsgemäßen Verfahren an
das lineare, alternierende Kohlenmonoxidcopolymer angeknüpften
Resten kann durch bekannte Methoden der organischen Analytik wie
Titration, IR-, UV-, NMR- und Elektronenspektroskopie bestimmt
werden. Dieser Anteil liegt üblicherweise im Bereich von 0,01 bis
20, bevorzugt von 0,01 bis 10 Gew.-% und insbesondere im Bereich
von 0,05 bis 5,0 Gew.-%.
Zum Aufschmelzen des unfunktionalisierten linearen, alternieren
den Ausgangscopolymeren können alle zur Aufbereitung von Polymer
schmelzen geeigneten Aggregate verwendet werden. Vorzugsweise
wird das Kohlenmonoxidcopolymer in einem Kneter oder einem Extru
der aufgeschmolzen. Die Reaktionsteilnehmer können in der
Schmelze in einem kontinuierlich oder absatzweise arbeitenden
Mischaggregat, z. B. einem Ein- oder Zweiwellenextruder, zur Reak
tion gebracht werden. Unter Normaldruck bei Raumtemperatur flüs
sige organische Verbindungen (B) lassen sich, auch wenn deren
Siedepunkt unterhalb der Schmelzetemperatur des eingesetzten Koh
lenmonoxidcopolymeren liegt, auf für den Fachmann bekannte Art
und Weise in die genannten Mischaggregate einspeisen.
Wird das erfindungsgemäße Verfahren in einem Extruder durchge
führt, kann das funktionalisierte Kohlenmonoxidcopolymer unmit
telbar in Form eines Granulats erhalten werden, das im allgemei
nen nur noch einem Trocknungsschritt zu unterziehen ist. Weitere
Aufarbeitungs- oder Aufreinigungsschritte sind üblicherweise
nicht erforderlich.
Die Reaktionskomponenten Kohlenmonoxidcopolymer (A), gegebenen
falls stabilisiert, organische Verbindung (B) sowie gegebenen
falls Radikalstarter können bereits vor Überführung in die
Schmelze miteinander vermengt werden. Ebenso ist es möglich, die
organische Verbindung (B) sowie gegebenenfalls den Radikalstarter
zum aufgeschmolzenen Kohlenmonoxidcopolymer (A) zu geben, wobei
die Reihenfolge der Zugabe der genannten Komponenten im allgemei
nen nicht entscheidend ist.
Als Reaktionszeiten für die Funktionalisierung reichen üblicher
weise 0,1 bis 180 min. Im allgemeinen läßt sich aber bereits mit
Reaktionszeiten von 0,1 bis 60 min eine ausreichende Funktionali
sierung erzielen.
Das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche, funktionali
sierte Kohlenmonoxidcopolymer läßt sich nach bekannten Verfahren
zu Fasern, Folien oder Formkörpern verarbeiten. Darüber hinaus
sind diese Kohlenmonoxidcopolymere als Phasenvermittler in Poly
merblends geeignet, insbesondere in solchen, in denen die Poly
merkomponenten nicht oder nur mäßig miteinander verträglich bzw.
mischbar sind. Mischungen aus funktionalisierten und unfunktiona
lisierten Kohlenmonoxidcopolymeren sind ebenfalls zugänglich.
Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet auf präparativ einfache
Art und Weise einen Zugang zu vielfältig mit reaktiven Gruppen
funktionalisierten Kohlenmonoxidcopolymeren, ohne auf Lösungs-
oder Suspensionsmittel angewiesen zu sein. Darüber hinaus ist es
möglich, bei Verwendung von organischen Verbindungen (B), die
keine funktionellen Gruppen aufweisen, Kohlenmonoxidcopolymere
mit einem weitaus höheren Anteil an kovalent an das Copolymer
rückgrat gebundenen, gegebenenfalls längerkettigen aliphatischen
Resten zu erhalten, als dieses mittels übergangsmetallkatalysier
ter Copolymerisation langkettiger Alkene oder Alkine möglich ist.
Demgemäß sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren u. a. auch funk
tionalisierte Kohlenmonoxidcopolymere zugänglich, die sich durch
eine amorphe Struktur und in mechanischer Hinsicht durch gute
Schlagzähigkeitswerte auszeichnen.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele nä
her erläutert.
Zu Methanol (4,0 l) und Propen (440 g) gab man para-Toluol
sulfonsäure (0,7 mmol) und [1,3-Bis(diphenylphosphino)pro
pan]palladium(II)acetat (0,04 mmol) und rührte das Polyme
risationsgemisch bei einem CO/Ethen (1 : 1)-Gesamtdruck von
100 bar 6 h bei 90°C. Nach Abkühlen und Entspannen des Druck
behälters wurde die Polymersuspension filtriert und das er
haltene weiße Polymerpulver mit Methanol (5 l), Wasser (10 l)
und Aceton (5 l) gewaschen und bei 80°C im Vakuumtrocken
schrank bei 1 mbar von letzten Lösungsmittelresten befreit.
Ausbeute: 584 g. Das erhaltene Terpolymer hatte einen
Schmelzpunkt von 225°C und eine Viskositätszahl VZ, gemessen
in einer 0,5 gew.-%igen Lösung in ortho-Dichlorbenzol/Phenol
(1 : 1), von 104 ml/g.
Zur Schmelzstabilisierung wurden dem Terpolymerpulver Calci
umphosphat (0,5 Gew.-%), Irganox® MD 1024 (Ciba Spezialitä
tenchemie) (0,2 Gew.-%) und Irganox® 1010 (Ciba Spezialitä
tenchemie) (0,2 Gew.-%), jeweils bezogen auf die eingesetzte
Menge an Terpolymer, bei Raumtemperatur trocken zugemischt.
1. Das stabilisierte Terpolymer nach I. (3 kg) wurde mit Ma
leinsäureanhydrid (60 g) bei 240°C in der Schmelze in ei
nem Zweiwellenextruder ZSK 25 der Fa. Werner und Pfleide
rer bei einer Drehzahl von 250 min-1 und einem Durchsatz
von 5 kg/h gemischt. Das erhaltene Produkt wurde auf her
kömmliche Weise granuliert und getrocknet. Die Viskosi
tätszahl VZ des funktionalisierten Kohlenmonoxidcopolyme
ren betrug 106 ml/g. Ein Teil des erhaltenen Materials
wurde in Hexafluoroisopropanol gelöst und in Ethanol aus
gefällt. Nach Trocknung im Hochvakuum bei 80°C für 8 h
wurde der Anteil an Anhydridgruppen mittels IR-Spektro
skopie zu 0,42 Gew.-% bestimmt.
2. Das stabilisierte Terpolymer nach I. (3 kg) wurde mit
Acrylsäure (40 g) bei 240°C in der Schmelze in einem
Zweischneckenextruder ZSK 25 der Fa. Werner und Pfleide
rer bei einer Drehzahl von 250 min-1 und einem Durchsatz
von 5 kg/h gemischt. Das erhaltene Produkt wurde auf her
kömmliche Weise granuliert und getrocknet. Die Viskosi
tätszahl VZ des funktionalisierten Kohlenmonoxidcopolyme
ren betrug 108 ml/g. Ein Teil des erhaltenen Materials
wurde in Hexafluoroisopropanol gelöst und in Ethanol aus
gefällt. Nach Trocknung im Hochvakuum bei 80°C für 8 h
wurde der Anteil an Acrylsäuregruppen mittels IR-Spektro
skopie zu 0,21 Gew.-% bestimmt.
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung von alternierenden Kohlenmonoxidco
polymeren, enthaltend kovalent gebundene organische Substi
tuenten, dadurch gekennzeichnet, daß man lineare, alternie
rende Kohlenmonoxidcopolymere (A) und organische Verbindun
gen (B), die über eine C-C-Doppel- oder Dreifachbindung oder
ein tertiäres oder benzylisches Wasserstoffatom verfügen, bei
Temperaturen im Bereich von 180 bis 290°C miteinander in der
Kohlenmonoxidcopolymerschmelze umsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die C-
C-Doppel- oder Dreifachbindungen oder tertiäre oder benzyli
sche Wasserstoffatome enthaltenden Verbindungen (B) über min
destens eine funktionelle Gruppe verfügen.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß man die Reaktion in Gegenwart eines Radikalstarters
durchführt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Verbindungen (B) über mindestens eine Carbonyl-,
Carbonsäure-, Carboxylat-, Carbonsäureanhydrid-, Carbonsäu
reamid-, Carbonsäureimid-, Carbonsäureester-, Amino-, Hydro
xyl-, Epoxi-, Oxazolin-, Urethan-, Harnstoff-, Lactam- oder
Halogenbenzylgruppe verfügen.
5. Kohlenmonoxidcopolymere, erhältlich gemäß den Ansprüchen 1
bis 4.
6. Kohlenmonoxidcopolymere nach Anspruch 5, enthaltend als Sta
bilisatoren Antioxidantien, Metalldesaktivatoren, UV-Absor
ber, Benzofuran-2-one oder anorganische Phosphate, Carbonate
oder Sulfate oder Mischungen der genannten Verbindungen.
7. Verwendung der Kohlenmonoxidcopolymere gemäß den Ansprüchen 5
oder 6 bei der Herstellung von Fasern, Folien und Formkör
pern.
8. Verwendung der Kohlenmonoxidcopolymere gemäß den Ansprüchen 5
oder 6 als Phasenvermittler bei der Herstellung von Polymer
mischungen.
9. Polymermischungen, enthaltend unfunktionalisierte Kohlenmon
oxidcopolymere und funktionalisierte Kohlenmonoxidcopolymere
gemäß den Ansprüchen 5 oder 6.
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