DE2746041A1 - Thermoplastische terpolymerisate aus acrylnitril, vinylestern und inden und/oder cumaron - Google Patents

Thermoplastische terpolymerisate aus acrylnitril, vinylestern und inden und/oder cumaron

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DE2746041A1
DE2746041A1 DE19772746041 DE2746041A DE2746041A1 DE 2746041 A1 DE2746041 A1 DE 2746041A1 DE 19772746041 DE19772746041 DE 19772746041 DE 2746041 A DE2746041 A DE 2746041A DE 2746041 A1 DE2746041 A1 DE 2746041A1
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George Su-Hsiang Li
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/42Nitriles
    • C08F220/44Acrylonitrile

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Description

51 193
Anmelder: THE STANDARD OIL COMPANY, Midland Building, Cleveland, Ohio 44 115 (USA)
Thermoplastische Terpolymerisate aus Acrylnitril, Vinylestern und Inden und/oder Cumaron
Die vorliegende Erfindung betrifft neue Polymerisate mit hohen Erweichungstemperaturen und die aus einem olefinisch ungesättigten Nitril, einem Vinylester und Inden als wesentlichen Bestandteilen zusammengesetzt sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung dieser Polymerisate.
Die neuen Polymerisate gemäß der vorliegenden Erfindung werden durch Polymerisation eines größeren Anteils eines olefinisch ungesättigten Nitrile wie Acrylnitril und eines geringeren Anteils eines Vinylesters wie Vinylacetat und Inden erhalten.
Die erfindungsgemäß verwendbaren olefinisch ungesättigten Nitrile sind die A>,ß-olefinisch ungesättigten Mononitrile der Formel CH2=C-CN, worin R Wasserstoff, eine niedere Alkyl-
gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder ein Halogen ist. Solche Verbindungen umfassen Acrylnitril, oC-Chloracrylnitril, flC-Pluoracrylnitril, Methacrylnitril, Äthacrylnitril und dergleichen. Bevorzugt ist Acrylnitril.
8Q9835/0487 2
Λ-
-Z-
274604
Die erfindungsgemäß verwendbaren Vinylester sind vorzugsweise Vinylester von niederen Monocarbonsäuren der Formel R1COOCH=CH2, worin R1 Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen ist. Besonders bevorzugter Vinylester ist Vinylacetat.
Als dritte Komponente sind erfindungsgemäß Inden (1-H-Inden) und Cumaron (2,3-Benzofuran) und Gemische hiervon brauchbar. Besonders bevorzugt ist hierbei der Einsatz von Inden alleine.
Die erfindungsgemäßen Polymerisationsprodukte können nach Jeder der bekannten allgemeinen Polymerisationsverfahren wie Polymerisation der reinen Produkte, Lösungspolymerisation und Emulsions- oder Suspensionspolymerisation im Einzelansatz oder mit kontinuierlicher oder stufenweiser Zugabe der Monomeren und anderen Reaktionskomponenten hergestellt werden. Die Verwendung von Mercaptanen und anderen Kettenmodifikatoren ist nicht notwendig, und es ist bevorzugt, daß sie bei der erfindungsgemäßen Herstellung der neuen Polymerisationsprodukte nicht verwendet werden. Die bevorzugte Art und Weise der Herstellung ist die Polymerisation in wäßrigem Medium durch Emulsions- oder Suspensionspolymerisation. Vorzugsweise wird die Polymerisation in einem wäßrigen Medium in Anwesenheit eines Emulgators oder eines Suspendiermittels und eines freie Radikale erzeugenden Polymerisationsauslösers bei einer Temperatur im Bereich von etwa 0 bis etwa 100°C und im wesentlichen in Abwesenheit von molekularem Sauerstoff durchgeführt.
Die bevorzugten erfindungsgemäßen Polymerisationsprodukte sind diejenigen, die durch Polymerisation von (A) etwa 50 bis 80 Gew.?6 mindestens eines Nitrile der Formel
, worin R die vorstehend angegebene Bedeutung hat, R
809835/0487
-3-
(B) etwa 10 bis 40 Gew.# eines Vinylesters der Formel R1COOCH=CH2, worin R^ die vorstehend angegebene Bedeutung hat, und (C) etwa 10 bis 20 Gew.# Inden, Cumaron oder von Gemischen hiervon erhalten werden, wobei die angegebenen Prozentzahlen für (A), (B) und (C) auf das kombinierte Gewicht von (A) plus (B) plus (C) bezogen sind.
Die vorliegende Erfindung kann insbesondere anhand der Polymerisation eines Gemisches aus Acrylnitril, Vinylacetat und Inden unter Bildung eines Produktes erläutert werden, das ganz außergewöhnlich gute Undurchlässigkeit für Gase und Dämpfe und eine verbesserte ASTM-Hitzeverdrehungstemperatur (heat-distortion temperature) hat.
Die neuen erfindungsgemäßen Polymerisate stellen thermoplastische Produkte dar, die zu einer großen Anzahl brauchbarer Gegenstände nach jeder der in Verbindung mit bekannten thermoplastischen Polymerisationsprodukten üblichen und bekannten Verfahrensweisen wie Extrusion, Vermählen, Formen, Ziehen, Blasen und dergleichen wärmeverformt werden können. Die erfindungsgemäßen Polymerisationsprodukte haben eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegen Lösungsmittel, die sie für die Verpackungsindustrie wertvoll macht. Insbesondere sind sie zur Herstellung von Flaschen, Folien und anderen Arten von Behältern für Flüssigkeiten und Feststoffe geeignet.
In den folgenden Ausführungsbeispielen sind die Mengen der Bestandteile in Gewichtsteilen ausgedrückt, sofern nicht anders angegeben.
Beispiel 1
Ein Acrylnitril-Vinylacetat-Inden-Terpolymerisat wurde aus den folgenden Bestandteilen und in der folgenden Weise hergestellt :
80
- /r- Bestandteil Teile
, (ο Wasser 200
Hydroxyäthylcellulo se 0,2
Acrylnitril 50
Vinylacetat 36
Inden 14
Azobi si sobutyronitril 0,6
Das anfängliche Polymerisationsgemisch enthielt kein Azobisisobutyronitril und nur 4 Teile Inden. Dieses Gemisch wurde kontinuierlich unter einer Stickstoffatmosphäre gerührt und auf 60°C gebracht. Zu diesem Zeitpunkt wurden 0,2 Teile Azobi si sobutyr onitril zugefügt. Die restlichen 10 Teile Inden wurden kontinuierlich dem Reaktionsgemisch über eine Zeit von 7 Stunden verteilt zugegeben. Zwei zusätzliche Anteile Azobi sisobutyronitril von je 0,2 Gewichtsteilen wurden ebenfalls 2,5 bzw. 5 Stunden nach der ersten Zugabe von Azobisisobutyronitril zugegeben. Am Ende der 7-stündigen Reaktionszeit wurde die Temperatur des Reaktionsgemisches auf 70 bis 750C gesteigert und weitere 11/2 Stunden bei diesem Temperaturbereich gerührt. Das resultierende Rohharz wurde abfiltriert und weiter dadurch gereinigt, daß es mit siedendem Aceton gerührt und sodann mit Methanol gewaschen wurde. Das schließlich erhaltene gereinigte und getrocknete Polymerisat hatte die folgenden Eigenschaften; Molekulargewicht, bestimmt nach GPC: 0,98 χ 10 ; Brabender-Plasticorder-Drehmoment bei 35 U/min und 2300C: 1000 Metergramm; ASTM-Hitzeverdrehungstemperatur (264 psi = 18,54 kg/cm ); 110 C; Biegestärke: 6,47 x 103 psi (4,548 χ 102 kg/cm2); Biegemodul: 6,34 χ 105 psi (4,456 χ 104 kg/cm2); und Zugstärke: 5,11 χ 105 psi (3,592 χ 102 kg/cm2).
-5-
2746QA1
Beispiel 2
Ein Acrylnitril:Vinylacetat:Inden-Terpolymerisat mit einem Monomerengewichtsverhältnis von 60:20:20 wurde wie im Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Es wurde gefunden, daß das erhaltene Harz ein Molekulargewicht von 0,96 χ 10 , ein Brabender-Plasticorder-Drehmoment bei 35 U/min und 2J5O°C von 900 Metergramm, eine ASTM-Hitzeverdrehungstemperatur (264 psi; 18,54 kg/cm2) von 112°C, eine Biegestärke von 6,23 x 105 psi (4,378 χ 102 kg/cm2) und ein Biegemodul von 6,26 χ 10^ psi (4,400 χ 104 kg/cm2) hat.
Beispiel 3
A. Ein Acrylnitril Vinylacetat:Inden-Terpolymerisat mit einem Monomerengewichtsverhältnis von 70:10:20 wurde wie im Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Das resultierende Harz hatte
5 ein Molekulargewicht von 1,32 x 10 , ein Brabender-Drehmoment bei 35 U/min und 2300C von 1600 Metergramm, eine ASTM-Hitze-Verdrehungstemperatur (264 psi: 18,54 kg/cm ) von 112 C, eine Biegestärke von 8,56 χ ΙΟ-' psi (5,99 x 10 kg/cm ), ein Biegemodul von 6,51 x 10^ psi (4,557 x 10 kg/cm ) und eine Zugstärke von 8,14 χ 103 psi (5,698 χ 102 kg/cm2).
B. Ein Copolymerisat von 70 Gewichtsteilen Acrylnitril und 30 Gewichtsteilen Vinylacetat, das von der vorliegenden Erfindung nicht umfaßt wird, wurde gemäß Beispiel 1 hergestellt. Da kein Inden im Ausgangsgemisch anwesend war, war es nicht notwendig, irgendein Monomerprodukt während der Polymerisationsreaktion kontinuierlich zuzufügen. Es wurde gefunden, daß das resultierende Polymerisat ein GPC-Molekulargewicht von 5 x 10-*, ein Brabender-Plasticorder-Drehmoment bei 2300C und 35 U/min von mehr als 5000 Metergramm (es würde nicht sauber schmelzen) und eine ASTM-Hitzeverdrehungstemperatur (264 psi; 18,54 kg/cm2) von nur 85°C hat.
609835/0487 _6_
Beispiel 4
Ein Terpolymerisat wurde unter Einsatz von Acrylnitril, Vinylacetat und Inden im Gewichtsverhältnis 66,5:10:23,5 aus folgenden Bestandteilen hergestellt:
Bestandteil Teile
Wasser 200
Hydroxyäthylcellulose 0,2
Acrylnitril 66,5
Vinylacetat 10
Inden 23,5
2,2'-Azo-bis-(2,4-dimethyl)-
valeronitril 0.6
Dem Ausgangspolymerisationsgemisch wurden nur 9,5 Teile Inden und kein 2,2 '-Azo-bis- (2,4-dimethyl)-valeronitril zugefügt. Das Ausgangsgemisch wurde unter einer Stickstoffatmosphäre gerUhrt und auf 630C erhitzt. Sodann wurden 0,2 Teile 2,2'-Azo-bis-(2,4-dimethyl)-valeronitril zugefügt, über eine Zeit von 7 Stunden verteilt wurden dem Reaktionsgemisch kontinuierlich 14 Teile Inden zugegeben. Des weiteren wurden 2,5 bzw. 5 Stunden nach der ersten Zugabe Anteile von je 0,2
Gewichtsteilen 2,2»-Azo-bi s-(2,4-dimethyl)-valeronitril zugegeben. Am Schluß der Reaktionszeit wurde die Temperatur des Polymerisationsgemisches auf 70 bis 750C gesteigert und weitere 11/2 Stunden gerührt. Das resultierende Harz wurde wie in Beispiel 1 beschrieben abgetrennt und gereinigt. Das schließlich erhaltene gereinigte und getrocknete Polymerisat hatte ein Molekulargewicht von 1 χ 10 , ein Brabender-Plasticorder-Drehmoment bei 230°C und 35 U/min von 1150 Metergramm, eine ASTM-Hltzeverdrehungstemperatur (264 psi; 18,54 kg/cm ) von 980C, eine Biegestärke von 4,8 χ 103 pel (3,36 χ 102 kg/cm2), ein Biegemodul von 4,98 χ 1Crpsi (3,486 χ 10* kg/ca2) und eine Zugstärke von 4,61 χ 105psi (3,227 x 102 kg/cn2
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Claims (5)

Patentansprüche:
1. Terpolymerisat, das durch Copolymerisation von
(A) etwa 50 bis 80 Gew.% mindestens eines Nitrils der Formel CH2=C-CN
worin R Wasserstoff, eine niedere Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder ein Halogen ist,
(B) etwa 10 bis etwa 40 Gew.# eines Vinylesters der Formel R1COOCH=CH2, worin R^ Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen ist, und
(C) etwa 10 bis etwa 20 Gew.96 Inden, Cumaron oder ein Gemisch hiervon
erhalten ist, wobei die angegebenen Prozentzahlen für (A),
(B) und (C) auf das Gesamtgewicht von (A) plus (B) plus
(C) bezogen sind.
2. Terpolymerisat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (A) Acrylnitril ist.
3. Terpolymerisat gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß (B) Vinylacetat ist.
4. Terpolymerisat gemäß Anspruch 1 bis 3$ dadurch gekennzeichnet, daß (C) Inden ist.
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_2-
5. Verfahren zur Herstellung der Terpolymerisate gemäß Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem wäßrigen Medium unter Zusatz von freie Radikale bildenden Polymerisationsauslösern bei einer Temperatur von 0 bis 1O0°C
(A) etwa 50 bis etwa 80 Gew.90 mindestens eines Nitrils
=C-
der Formel CH2=C-CN
worin R Wasserstoff, eine niedere Alkylgruppe mit 1 bis h Kohlenstoffatomen oder ein Halogen ist,
(B) etwa 10 bis etwa AO Gew.% eines Vinylesters der Formel R1COOCH=CH2, worin R1 Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen ist, und
(C) etwa 10 bis etwa 20 Gew.9<> Inden, Cumaron oder ein Gemisch hiervon
polymerisiert, wobei die angegebenen Prozentzahlen für (A),
(B) und (C) auf das Gesamtgewicht von (A) plus (B) plus
(C) bezogen sind.
DE19772746041 1977-02-28 1977-10-13 Thermoplastische terpolymerisate aus acrylnitril, vinylestern und inden und/oder cumaron Withdrawn DE2746041A1 (de)

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DE (1) DE2746041A1 (de)
DK (1) DK445977A (de)
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