DE889694C - Process for the production of polystyrene derivatives - Google Patents
Process for the production of polystyrene derivativesInfo
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Description
(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)
AUSGEGEBEN AM 14. SEPTEMBER 1953ISSUED SEPTEMBER 14, 1953
M g6o2 IVc j 3gcM g6o2 IVc j 3gc
ist in Anspruch genommenis used
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Polystyrol-Derivaten, die insbesondere für die Verwendung als Ölzusatzstoffe geeignet sind.The invention relates to the production of polystyrene derivatives, in particular for use are suitable as oil additives.
Es ist bekannt, daß der Viskositätsindex von Schmierölen durch Einverleibung kleiner Mengen von alkylierten Polystyrolen in dieselben verbessert werden kann, und eine Anzahl für diesen Verwendungszweck geeigneter alkyliertir Polystyrole sind bereits beschrieben worden. So kann man geeignete Produkte erhalten, wenn man Polystyrol mit Propylen-Polymeren kondensiert, jedoch können auch verschiedene andere Alkylierungsmittel verwendet werden. Im allgemeinen kann die Kondensation des Alkylierungsmittels mit dem Polystyrol durch die Wirkung solcher Katalysatoren wie Aluminiumchlorid herbeigeführt werden; je nach der Art des verwendeten Polystyrols und der genauen Natur des Alkylierungsmittels kann man die verschiedensten Produkte erhalten.It is known that the viscosity index of lubricating oils can be increased by the incorporation of small amounts of alkylated polystyrenes can be improved into the same, and a number for this purpose suitable alkylated polystyrenes have already been described. In this way one can obtain suitable products, when condensing polystyrene with propylene polymers, however, various others can Alkylating agents can be used. In general, the condensation of the alkylating agent with the polystyrene are brought about by the action of such catalysts as aluminum chloride; depending on the type of polystyrene used and the precise nature of the alkylating agent, one can use the received a wide variety of products.
Unter den möglichen Alkylierungsmitteln befinden sich das Di-Isobutylen und andere Poly-Isobutylene; ao auf die Verwendung derselben ist in der britischen Patentschrift 640 566 Bezug genommen.Possible alkylating agents include di-isobutylene and other poly-isobutylenes; ao their use is referred to in UK Patent Specification 640,566.
Es ist nun festgestellt worden, daß ein besonders wertvolles Produkt erhalten werden kann, wenn man Polystyrol mit Di-Isobutylen oder einem anderen Poly-Isobutylen unter gewissen besonderen Verhältnissen alkyliert, nämlich in der Weise, daß man ein Polystyrol mit einem Durchschnittsmolekulargewicht von 20 000 bis 150 000 verwendet und dabei ein besonderes molares Verhältnis zwischen dem Poly-Isobutylen und den monomeren Styrol-Einheiten im Polystyrol, je nach dem jeweils verwendeten besonderen Poly-Iso-It has now been found that a particularly valuable product can be obtained if one Polystyrene with di-isobutylene or another poly-isobutylene under certain special conditions alkylated, namely in such a way that a polystyrene with an average molecular weight of 20,000 to 150,000 used and a special molar ratio between the poly-isobutylene and the monomeric styrene units in polystyrene, depending on the particular poly-iso used
butylen, einhält. Im Falle des Di-Isobutylens is· dieses molare Verhältnis (von Di-Isobutylen zu den monomeren Styrol-Einheiten) 0,5:1 bis zu 1,25: 1, und die Grenzen im Falle anderer Poly-Isobutylene, z. B. Tri-Isobutylen, entsprechen dem gleichen PoIy-Isobutylen-Gewicht wie dem Di-Isobutylen-Gewicht welches diese molaren Verhältnisse darstellen. Mit anderen Worten, die verwendete Poly-Isobutylen-Menge ist im Gewicht gleich jener Di-Isobutylen-Menge, welche sich aus dem molaren Verhältnis des Di-Isobutylens zu den monomeren Styrol-Einheiten in dem Bereich von 0,5 : 1 bis 1,25 :1 ergibt. Unter diesen Verhältnissen besitzt das Produkt nicht nur einen hohen Wirkungsgrad als Viskositätsindexverbesserer, sondern man erhält zusätzlich auch noch eine hohe Ausbeute bei dem Alkylierungsprozeß.butylene. In the case of di-isobutylene is this molar ratio (of di-isobutylene to the monomeric styrene units) 0.5: 1 up to 1.25: 1, and the limits in the case of other poly-isobutylenes, z. B. tri-isobutylene correspond to the same weight of poly-isobutylene such as the di-isobutylene weight which these molar ratios represent. With in other words, the amount of poly-isobutylene used is equal in weight to that amount of di-isobutylene, which is derived from the molar ratio of the Di-isobutylene to the monomeric styrene units in the range of 0.5: 1 to 1.25: 1 gives. Under In these circumstances, the product not only has a high degree of efficiency as a viscosity index improver, instead, a high yield is also obtained in the alkylation process.
Das verwendete Polystyrol hat vorzugsweise ein Durchschnittsmolekulargewicht von 50 000 bis 100 000; besonders gute Ergebnisse hat man mit einem Material mit dem Durchschnittsmolekulargewicht von etwa 70 000 erzielt. Bei der Verwendung von Di-Isobutylen insbesondere soll das oben erwähnte molare Verhältnis vorzugsweise nicht unter 0,7 :1 sein; es ist festgestellt worden, daß Verhältnisse von 0,7:1 bis 1:1 im alias gemeinen die besten Resultate ergeben, insbesondere ist dies bei etwa 0,75 :1 der Fall.The polystyrene used preferably has an average molecular weight of 50,000 to 100,000; Particularly good results are obtained with a material with an average molecular weight of about 70,000 achieved. When using di-isobutylene in particular, the above-mentioned molar ratio should preferably not below 0.7: 1; it has been found that ratios from 0.7: 1 to 1: 1 in the alias generally give the best results, in particular this is the case at around 0.75: 1.
In einer Reihe von Versuchen erhielt man bei Verwendung verschiedener molarer Verhältnisse des Di-Isobutylens zu den monomeren Styrol-Einheiten die folgenden Ergebnisse. Die angegebene prozentuale Ausbeute bezieht sich auf die Ausbeute an alkyliertem Polystyrol, bezogen auf das ursprünglich verwendete Polystyrol, und der Viskositätsindex ist der eines Schmieröls der Klasse SAE 10 mit einem Gehalt von 5 % des alkylierten Polystyrolprodukts. Eine von McKinney und Warner für ein solches Öl angegebene Definition rindet sich in Leighou's »Chemistry of Engineering Materials« (4. Auflage); S. 99, herausgegeben von der McGraw-Hill Book Co. 40 In a series of experiments using different molar ratios of the di-isobutylene to the monomeric styrene units, the following results were obtained. The percentage yield reported is the yield of alkylated polystyrene based on the polystyrene originally used and the viscosity index is that of a SAE 10 grade lubricating oil containing 5% of the alkylated polystyrene product. A definition given by McKinney and Warner for such an oil can be found in Leighou's "Chemistry of Engineering Materials" (4th edition); P. 99, edited by the McGraw-Hill Book Co. 40
Die Alkylierung kann leicht in der Weise durchgeführt werden, daß man das Polystyrol in einem ge- - ■ eigneten organischen Lösungsmittel löst, einen Katalysator hinzufügt und dann das Di-Isobutylen oder ein anderes Poly-Isobutylen einführt und dabei eine geeignete Reaktionstemperatur einhält. Typische Friedel-Crafts-Katalysatoren sind geeignet. Aluminiumchlorid ist der am zweckmäßigsten verwendete· Katalysator, aber auch Bor-Trifmorid, Zinkchloridund Fluorwasserstoff können verwendet werden. Ebenso ist es zweckmäßig, einen Katalysenmodifikator, wie z. B. Nitrobenzol oder wäßrige Essigsäure, in die Re-. aktion einzuführen. .The alkylation can easily be carried out in such a way that the polystyrene is - ■ dissolves suitable organic solvent, adds a catalyst and then the di-isobutylene or another poly-isobutylene introduces and thereby a maintains a suitable reaction temperature. Typical Friedel-Crafts catalysts are suitable. Aluminum chloride is the most conveniently used catalyst, but also boron trifmoride, zinc chloride and Hydrogen fluoride can be used. It is also useful to use a catalysis modifier, such as z. B. nitrobenzene or aqueous acetic acid, in the Re-. to introduce action. .
Bei der Alkylierung von Polystyrol durch Di-Isobutylen hat man sehr gute Resultate erhalten, wennIn the alkylation of polystyrene by di-isobutylene you got very good results if
man Monochlorbenzol als Lösungsmittel, Aluminiumchlorid als Katalysator und wäßrige Essigsäure als Katalysenmodifikator verwendete. Die Verwendung von Monochlorbenzol als Lösungsmittel ist vorzuziehen,- und zwar wegen der beträchtlichen Löslichkeit des alkylierten Polystyrolprodukts in diesem Lösungsmittel. Unter derartigen Bedingungen und bei Anwendung eines wie oben definierten molaren Verhältnisses von 0,75 : ι hat man sehr befriedigende Resultate erhalten.one monochlorobenzene as solvent, aluminum chloride used as a catalyst and aqueous acetic acid as a catalyst modifier. The usage Monochlorobenzene is preferable as a solvent because of its considerable solubility of the alkylated polystyrene product in this solvent. Under such conditions and with Use of a molar ratio of 0.75 as defined above gives very satisfactory results obtain.
Es ist nicht notwendig, das endgültige alkylierte Polystyrol aus dem Reaktionsgemisch abzutrennen; falls gewünscht, kann es daraus mittels eines Schmieröls in der in nachstehendem Beispiel 1 beschriebenen Weise extrahiert werden, um ein Konzentrat zu bilden, welches mit weiterem Schmieröl gemischt werden kann, um das gewünschte Produkt von verbessertem Viskositätsindex zu ergeben. Ein Schmieröl der Klasse SAE 10 ist zur Verwendung bei der Extraktion hervorragend geeignet. Die Konzentration des alkylierten Polystyrols in dem endgültigen zu verbessernden Schmieröl kann innerhalb weiter Grenzen schwanken, und zwar von 0,1 Gewichtsprozent bis hinauf zu 5 oder 10 Gewichtsprozent oder noch mehr, was den Fachleuten ohne weiteres verständlich sein wird.It is not necessary to separate the final alkylated polystyrene from the reaction mixture; if desired, it can be derived therefrom by means of a lubricating oil in that described in Example 1 below Way to form a concentrate, which can be mixed with more lubricating oil can to give the desired product of improved viscosity index. A lubricating oil that Class SAE 10 is ideally suited for use in extraction. The concentration of the alkylated Polystyrene in the final lubricating oil to be improved can vary within wide limits, from 0.1 percent by weight up to 5 or 10 percent by weight or even more, which will be appreciated by those skilled in the art will be readily understandable.
Die vorliegende Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispielen näher veranschaulicht:The present invention is accomplished by the following Examples illustrated in more detail:
Polystyrol (50 g) mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 70 000 wurde in Monochlorbenzol (283 g) bei Zimmertemperatur gelöst. Zu der gerührten Lösung wurde ein Gemisch von Essigsäure (0,25 g) und Wasser (0,13 g) hinzugefügt. Im Zeitraum von 10 Minuten wurde dann pulverförmiges wasserfreies Aluminiumchlorid (4,2 - g) allmählich hinzugegeben. Dann ließ man im Verlauf von ix/2 Stunden unter Rühren Di-Isobutylen (40,4 g) einlaufen, wobei die Temperatur des Reaktionsgemisches auf 25 bis 300 gehalten wurde. Das Rühren wurde bei dieser Temperatur eine weitere Stunde lang fortgesetzt.Polystyrene (50 g) with an average molecular weight of about 70,000 was dissolved in monochlorobenzene (283 g) at room temperature. To the stirring solution was added a mixture of acetic acid (0.25 g) and water (0.13 g). Powdered anhydrous aluminum chloride (4.2 g) was then gradually added over a period of 10 minutes. Then it was allowed in the course of i x / 2 hours with stirring di-isobutylene (40.4 g) run in, keeping the temperature of the reaction mixture to 25 to 30 0 was maintained. Stirring was continued at this temperature for an additional hour.
Darauf wurde konzentrierte Salzsäure (1,67 g einer Lösung von 32 Gewichtsprozent) hinzugegeben; um die Aktivität des Katalysators zu vernichten. Das Produkt wurde 15 Minuten lang gerührt und dann mit einer Suspension von Kalk (6,7 g) in Schmieröl SAE 10 (300 g), ausreichend, um das alkylierte Polystyrol aufzulösen, behandelt. Die Neutralisierung wurde durch langsames Hinzufügen einer 5o°/0igen wäßrigen Lösung von Natriumhydroxyd (4,4 g) unter Rühren während des Verlaufes von I1Z2 Stunden vollendet, wobei die Temperatur auf 25 bis 400 gehalten wurde. Man fügte dann eine Filterhilfe (Diatomeen- :rde — Kieselgur) hinzu und rührte anschließend Stunden lang bei 60 bis 700. Das Produkt wurde filtriert und das Monochlorbenzol durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt, bis die Retortentemperatur sich auf 160 bis 1650 bei einem Druck von :o mm Quecksilbersäure berief.Concentrated hydrochloric acid (1.67 g of a 32 weight percent solution) was then added; to destroy the activity of the catalyst. The product was stirred for 15 minutes and then treated with a suspension of lime (6.7 g) in SAE 10 lubricating oil (300 g) sufficient to dissolve the alkylated polystyrene. The neutralization was finished 2 hours by slowly adding a 5o ° / 0 aqueous solution of sodium hydroxide (4.4 g) with stirring during the course of I 1 Z, where the temperature was maintained at 25 to 40 0th They then added a filter aid (diatomaceous: rde - diatomaceous earth) is added, followed by stirring at 60 to 70 hours 0th The product was filtered and the monochlorobenzene removed by distillation under reduced pressure until the retort temperature was between 160 and 165 ° at a pressure of: 0 mm of mercuric acid.
Das Endprodukt, bestehend aus einer Lösung von mit Di-Isobutylen alkyliertem Polystyrol in Schmieröl SAE 10, blieb als Blasenrückstand zurück.The end product, consisting of a solution of di-isobutylene alkylated polystyrene in lubricating oil SAE 10, remained as a blister residue.
Polystyrol mit einem Durchschnittsmolekulargewicht von 70 000 wurde mit Di-Isobutylen in dergleichen Weise wie im Beispiel 1 alkyliert, abgesehen davon, daß als Katalysenmodifikator anstatt wäßriger Essigsäure Nitrobenzol verwendet wurde. Die Mengen der verwendeten Reagenzien waren die gleichen wie im Beispiel 1, abgesehen davon, daß die Aluminiumchloridmenge auf 9,9 g erhöht wurde und daß 20 g Nitrobenzol als Katalysenmodifikator an Stelle der wäßrigen Essigsäure hinzugefügt wurden.Polystyrene with an average molecular weight of 70,000 has been mixed with di-isobutylene in the same way Way as in Example 1 alkylated, except that as a catalyst modifier instead of aqueous Acetic acid nitrobenzene was used. The amounts of reagents used were the same as in Example 1, except that the amount of aluminum chloride was increased to 9.9 g and that 20 g Nitrobenzene was added as a catalyst modifier in place of the aqueous acetic acid.
Das aus einer Lösung von mit Di-Isobutylen alkyliertem Polystyren in Schmieröl SAE 10 bestehende Endprodukt blieb als Blasenrückstand in ähnlicher Weise zurück.That from a solution of alkylated with di-isobutylene Polystyrene end product existing in SAE 10 lubricating oil remained similar to the bubble residue Way back.
Unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie im Beispiel 1 wurde Polystyrol mit einem Durchschnittsmolekulargewicht von 70 000 (50 g) mit Tri-Isobutylen (40,4 g) alkyliert, wobei 5,2 g Aluminiumchlorid als Katalysator verwendet wurden. Die anderen Reagentien blieben mengenmäßig die gleichen.Using the same procedure as in Example 1, polystyrene having an average molecular weight was obtained of 70,000 (50 g) alkylated with tri-isobutylene (40.4 g), with 5.2 g aluminum chloride as Catalyst were used. The other reagents remained the same in amount.
Das Endprodukt war eine Lösung von mit Tri-Isobutylen alkyliertem Polystyrol in Schmieröl SAE 10.The end product was a solution of tri-isobutylene alkylated polystyrene in SAE 10 lubricating oil.
Beispiel 1 wurde wiederholt, abgesehen davon, daß bei Abschluß der Alkylierung kein Schmieröl hinzugefügt wurde. Nach Neutralisieren und Filtrieren wurde die Lösung von alkyliertem Polystyrol in Monochlorbenzol einem großen Überschuß gewerblichen, durch Methylalkohol vergällten Alkohols hinzugefügt, wodurch das alkylierte Polystyrol ausgefällt wurde.Example 1 was repeated except that no lubricating oil was added when the alkylation was complete became. After neutralization and filtration, the solution of alkylated polystyrene in monochlorobenzene was found added to a large excess of commercial alcohol denatured by methyl alcohol, whereby the alkylated polystyrene was precipitated.
Der Niederschlag wurde filtriert und im Vakuum getrocknet.
Man erhielt ein nicht klebriges weißes Pulver.The precipitate was filtered and dried in vacuo.
A non-sticky white powder was obtained.
Polystyrol (rd. 94 kg) mit einem Durchschnittsmolekulargewicht von etwa 70 000 wurde in Monochlorbenzol (rd. 530 kg) gelöst, indem man das Polystyrol dem Monochlorbenzol bei einer Temperatur von 20 bis 25 ° im Zeitraum von 1 Stunde langsam hinzugab.Polystyrene (approx. 94 kg) with an average molecular weight of about 70,000 was converted into monochlorobenzene (approx. 530 kg) dissolved by adding the polystyrene to the monochlorobenzene at a temperature of 20 to 25 ° slowly added over a period of 1 hour.
Zu der gerührten Lösung wurde yo°[0ige Essigsäure (rd. 0,93 kg) und anschließend pulverförmiges wasserfreies Aluminiumchlorid (rd. 5 kg) hinzugefügt. Hierauf ließ man während des Verlaufes von i1^ Stunden Di-Isobutylen (rd. 106 1) einlaufen, wobei die Temperatur auf 25 bis 300 gehalten wurde. Die Mischung wurde bei dieser Temperatur 1 Stunde lang gerührt und dann konzentrierte Salzsäure (rd. 5,7 kg einer Lösung von 32 Gewichtsprozent) hinzugefügt, um die Aktivität des Katalysators zu zerstören.To the stirred solution yo ° [0 strength acetic acid (approx. 0.93 kg) followed by powdered anhydrous aluminum chloride (approx. 5 kg) added. Then was allowed during the course of i 1 ^ hours di-isobutylene (approx. 106 1) run in, the temperature being maintained at 25 to 30 0th The mixture was stirred at this temperature for 1 hour and then concentrated hydrochloric acid (approx. 5.7 kg of a solution of 32 percent by weight) was added in order to destroy the activity of the catalyst.
Rund 22,7 kg Kalk, in rund 560 kg Schmieröl SAE10 suspendiert, wurden dem Gemisch hinzugefügt, wodurch es teilweise neutralisiert wurde, und anschließend wurde eine 50%ige Lösung von Natriumhydroxyd (rd. 9,1 kg) langsam und unter Rühren während des Verlaufes von I1Z2 Stunden bei einer Temperatur von bis 40° hinzugefügt.Around 22.7 kg of lime, suspended in around 560 kg of SAE10 lubricating oil, was added to the mixture, thereby partially neutralizing it, and then a 50% solution of sodium hydroxide (approx. 9.1 kg) was added slowly and with stirring during the Added over the course of I 1 Z 2 hours at a temperature of up to 40 °.
Man fügte dann eine Filterhilfe (rd. 13,6 kg Kieselgur) hinzu und rührte anschließend 2 Stunden lang bei 650. Das Produkt wurde filtriert und das Monochlorbenzol durch Destillation entfernt.They then added a filter aid (approx. 13.6 kg diatomaceous earth) is added, followed by stirring for 2 hours at 65 0th The product was filtered and the monochlorobenzene removed by distillation.
Das aus einer Lösung alkylierten Polystyrols in Schmieröl SAE 10 bestehende Endprodukt blieb als Blasenrückstand zurück.The final product consisting of a solution of alkylated polystyrene in SAE 10 lubricating oil remained as Bubble residue back.
Claims (3)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1029512B (en) * | 1955-03-28 | 1958-05-08 | Exxon Research Engineering Co | Lubricant for open gears |
DE2060914A1 (en) * | 1969-12-12 | 1971-06-24 | Shell Int Research | Mineral lubricating oil with an improved viscosity index |
-
1950
- 1950-05-25 GB GB13143/50A patent/GB700806A/en not_active Expired
-
1951
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- 1951-05-22 DE DEM9602A patent/DE889694C/en not_active Expired
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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FR1037348A (en) | 1953-09-16 |
GB700806A (en) | 1953-12-09 |
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