DE1812133A1 - Polymers based on gamma, gamma-dialkyl-delta-valerolactones - Google Patents
Polymers based on gamma, gamma-dialkyl-delta-valerolactonesInfo
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Description
Polymerisate auf der Basis von #,# -Dialkyl- # -valerolactonen.Polymers based on #, # -dialkyl- # -valerolactones.
Die Polymerisation von unsubstituierten # -Valerolactonen ist bekannt. Als Katalysatoren werden u.a. Alkylverbindungen von Elementen der III. und V. Gruppe des periodischen Systems verwendet. Weiterhin ist fUr die Polymerisation von α,α-Dimethyl- # -valerolacton die Verwendung von Alkylen der V. Gruppe und für die Polymerisation von ß-Methyl- # -valerolacton und dem unsubstituierten # -Valerolacton die Verwendung von n-Butyllithium, 4-Isohexylpyridyllithium bzw. Phenylkalium bekannt.The polymerization of unsubstituted # -valerolactones is known. Catalysts include alkyl compounds of elements from III. and V. group of the periodic table. Furthermore, for the polymerization of α, α-dimethyl- # -valerolactone the use of group V alkylene and for polymerization of ß-methyl- # -valerolactone and the unsubstituted # -valerolactone the use known from n-butyllithium, 4-isohexylpyridyllithium and phenylpotassium.
Zur Polymerisation der inJ'-Stellung doppelt substituierten -Valerolactone sind jedoch zahlreiche der gegenannten Katalyeatoren nicht geeignet. Damit steht vermutlich in Einklang, daß die #,# -Dialkyl- # -valerolactone auch bei Temperaturen Uber 1000C noch keinerlei Neigung zur Spontanpolymerisation besitzen.For the polymerization of the valerolactones doubly substituted in the J'-position however, many of the aforementioned catalysts are unsuitable. So stands presumably consistent that the #, # -dialkyl- # -valerolactones even at temperatures Above 1000C they have no tendency to spontaneous polymerization.
Es wurde nun gefunden, daß man #,# -Dialkyl- # -valerolactone der allgemeinen Formel oder deren Gemische mit guten Ausbeuten unter Verwendung von metallorganischen Verbindungen der Metalle der II.-Nebengruppe des periodischen Systems als Initiatoren bei Temperaturen von -20 bis +2000C, vorzugsweise +40 bis +80°C, polymerisieren kann.It has now been found that #, # -dialkyl- # -valerolactones of the general formula or mixtures thereof with good yields using organometallic compounds of the metals of subgroup II of the periodic table as initiators at temperatures from -20 to + 2000C, preferably +40 to + 80 ° C.
In der obigen Formel sollen die Reste R1 und R2 gleiche oder verschiedene aliphatische Alkylgruppen mit 1 bis 18 C-Atomen, vorzugsweise 1 bis 8 C-Atomen, bedeuten. Besonders bevorzugt ist #,# ,-Dimethyl- # -valerolacton.In the above formula, the radicals R1 and R2 are intended to be the same or different aliphatic alkyl groups with 1 to 18 carbon atoms, preferably 1 to 8 carbon atoms, mean. #, #, -Dimethyl- # -valerolactone is particularly preferred.
Es ist ebenfalls möglich, die Polymerisation als Mischpolymerisation auszuführen unter zusätzlicher Verwendung von weiteren Lactonen, die von den t Dialkyl- 3 -valerolactonen verschieden sind, in Mengen von 0,1 bis 99 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 45 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Polymere sats.It is also possible to carry out the polymerization as a mixed polymerization to be carried out with the additional use of other lactones, which are derived from the dialkyl 3 -valerolactones are different, in amounts from 0.1 to 99% by weight, preferably 0.5 up to 45% by weight, based on the total amount of the polymer sats.
Das Verfahren kann als Polymerisation in Substanz ohne Anwesenheit oder in Gegenwart nur geringer Mengen von TUsungs-oder VerdWnnungsmittelndurchgeführt werden. Bevorzugt wird als Lösungsmittel, lediglich eine Menge von 0,2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Monomeren, verwendet, um den Katalysator in gelöster Form zusetzen zu können. Es ist Jedoch auch möglich größere Mengen eines Lösungsmittels, gegebenenfalls bis su 50 Gew.-% und darüber, zu verwenden.The process can be carried out as a bulk polymerization without being present or carried out in the presence of only small amounts of solvents or diluents will. The preferred solvent is only an amount of 0.2 to 5% by weight, based on the monomers, used to add the catalyst in dissolved form to be able to. However, larger amounts of a solvent are also possible, if necessary up to 50% by weight and above to be used.
Als Lösungsmittel bzw. VerdUnnungsmittel sind u.a. geeignet: Kohlenwasserstoffe, wie Benzol und sein Homologen, chlorierte Kohlenwasserstoffe, Tetrahydrofuran und 1,4-Dioxan. Weiterhin ist es möglich, bereits während der Polymerisation die später genannten, als Lösungsmittel für das Polymerisat geeigneten Verbindungen zuzusetzen, mit Ausnahme solcher, die die Katalysatoren zersetzen.Suitable solvents or diluents include: hydrocarbons, such as benzene and its homologues, chlorinated hydrocarbons, tetrahydrofuran and 1,4-dioxane. It is also possible to do the later during the polymerization to add the compounds mentioned which are suitable as solvents for the polymer, with the exception of those that decompose the catalysts.
Der Wassergehalt der Dialkylvalerolactone und der gegebenenfalls zugesetzten Lösungsmittel soll unter 0,01 Gew.-% liegen.The water content of the dialkylvalerolactones and any added Solvent should be below 0.01% by weight.
Als metallorganische Verbindungen von Metallen der II. Nebengruppe des periodischen Systems sollen die des Zinks, Oadmiums und Quecksilbers verstanden werden. Die organischenReste dieser metallorganischen Verbindungen können aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Reste sein, die gegebenenfalls ungesättigt sein können. Bevorzugt werden die Metallalkyle mit C1 bis C6 im liphatischen Rest und von diesen wieder die Zinkialkyle verwendet.As organometallic compounds of metals of sub-group II of the periodic system are to be understood as those of zinc, oadmium, and mercury will. The organic radicals of these organometallic compounds can be aliphatic, be cycloaliphatic or aromatic radicals, which may be unsaturated can. The metal alkyls with C1 to C6 in the lipatic radical and are preferred of these, the zinc alkyls are used again.
Geeignete metallorgan@sche Verbindungen sind beispielsweise Dimethylzink, Diäthylzink, Dipropylzink, Di-o-tolylzink, Dicyclohexylzink, Diäthylcadmium, Di-n- und Di-i-butylcadmium, Diisoamylcadmium, Dimethylquecksilber, Dipropylquecksilber, Dibenzylquecks9ber, Diphenyl- und Ditolylquecksilber u.a.Suitable organometallic compounds are, for example, dimethyl zinc, Diethyl zinc, dipropyl zinc, di-o-tolyl zinc, dicyclohexyl zinc, diethyl cadmium, di-n- and di-i-butylcadmium, diisoamylcadmium, dimethylmercury, dipropylmercury, Dibenzyl mercury, diphenyl and ditolyl mercury, etc.
Die Reaktion wird in allgemeinen so durchgeführt, daß die getrockneten Monomeren, nachdem die Luft durch mehrmaliges Evakuieren oder Spülung mit Stickstoff entfernt.wurde, mit einer Lösung des Initiators versetzt werden. Die Reaktionsmischung wird unter Ruhren auf die Reaktionstemperatur erwärmt. Nach Abstellen des Rührers wird die Polymerisationstempergtur eingehalten, bis die Polymerisation beendet ist; wobei nach 15 -20 % Umsatz der Polymerisationsansatz zu einer festen Masse erstarrt.The reaction is carried out in general so that the dried Monomers after the air by repeated evacuation or purging with nitrogen removed.wurde, are mixed with a solution of the initiator. The reaction mixture is heated to the reaction temperature with stirring. After turning off the stirrer the polymerization temperature is maintained until the polymerization has ended; after 15-20% conversion of the polymerization batch solidifies to a solid mass.
Anschließend kann das Polymerisat in geeigneten Lösungsmitteln gelöst und z.B. mit Alkoholen als homogenes, farbloses, flockiges bzw. faseriges Produktausgefällt und getrocknet werden.The polymer can then be dissolved in suitable solvents and precipitated, for example, with alcohols as a homogeneous, colorless, flaky or fibrous product and be dried.
Als Lösungsmittel für die Polymerisate eignen sich chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Chloroform, Methylenchlorid oder Detrachlorkohlenstoff, Kohlenwasserstoffe, wie. Benzol und seine Homologen, Ketone und Äther, wie Aceton, 1,4-Dioxan oder Tetrahydrofurans Nitrobenzol, HexamethylphosphorsRuretriamid, Dimethylformamid, sowie zahlreiche weitere. Im allgemeinen ist das Polymere bei erhöhter Temperatur bzw. beim Siedepunkt des Lösungsmittels gelöst und fällt beim Abkühlen wieder aus. In einigen Lösungsmitteln, u.a. in Tetrahydrofuran bleibt der Polyester beim AbkUhlen in Lösung und wird mit Alkoholen gefällt. Gleiches gilt fUr die teilweise bereits in der Kälte löslichen Mischpolymerisate.Suitable solvents for the polymers are chlorinated hydrocarbons, such as chloroform, methylene chloride or carbon detrachloride, hydrocarbons, how. Benzene and its homologues, ketones and ethers such as acetone, 1,4-dioxane or tetrahydrofuran Nitrobenzene, Hexamethylphosphorsuretriamid, Dimethylformamide, as well as numerous Further. In general, the polymer is at an elevated temperature or at the boiling point of the solvent dissolved and precipitated again on cooling. In some Solvents, In tetrahydrofuran, among other things, the polyester remains in solution when it cools and becomes with Alcohol like. The same applies to those which are partially soluble in the cold Copolymers.
Die als Initiatoren verwendeten metallorganischen Verbindungen werden im allgemeinen in Mengen von 10-4 bis 1, vorzugsweise 10-3 3 bis 10 2, Mol pro Mol der Monomeren verwendet, doch können auch darunter und darUber liegende Mengenverhältnisse Verwendung finden.The organometallic compounds used as initiators are generally in amounts of 10-4 to 1, preferably 10-3 to 10 2, moles per mole of the monomers are used, but proportions below and above can also be used Find use.
Die Verwendung von mehr als 2 x 10-3 Mol Initiator pro Mol Monomere ergeben gute Ausbeuten und hohe Molgewichte. Andererseits bewirken Mengen über 4 x 10 3 Mol Initiator keine Verminderung der Ausbeute, senken aber das Molekulargewicht.The use of more than 2 x 10-3 moles of initiator per mole of monomers give good yields and high molecular weights. On the other hand, amounts above 4 × 10 3 mol of initiator no reduction in the yield, but lower the molecular weight.
Als Comonomere sind weitere von den Jeweiligen t Dialkyl- 8 -valerolactonen verschiedene iactone brauchbar, wie beispielsweise 8-Valerolacton, # -Caprolacton, fl -Propiolacton, ß-Trichlormethyl-ß-propiolacton sowie Mischungen mit weiteren alkylsubstituierten Valerolactonen. Der Anteil der Comonomeren kann 0,1 bis 99 Gew.-%, bevorzugt 0t5 bis 45 Gew.-*l besogen auf die Gesamtmenge.der Monomeren, betragen.Other comonomers of the respective t dialkyl-8-valerolactones various iactones usable, such as 8-valerolactone, # -caprolactone, fl -propiolactone, ß-trichloromethyl-ß-propiolactone and mixtures with others alkyl substituted valerolactones. The proportion of comonomers can be 0.1 to 99% by weight, preferably 0.5 to 45% by weight, based on the total amount of monomers.
Die erhaltenen Polymerisate besitzen im allgemeinen Molekulargewichte zwischen 10.000 und 15.000, doch sind auch Molekulargewichte bis 200 000 und darüber möglich. Bei Verwendung von Toluol als Lösungsmittel kann das Molekulargewicht eingestellt werden (vgl. Beispiele 8-14).The polymers obtained generally have molecular weights between 10,000 and 15,000, yes are also molecular weights up to 200,000 and above possible. When using toluene as a solvent, this can Molecular weight can be adjusted (see. Examples 8-14).
Der Erweichungsbereich der erhaltenen Polymerisate ist abhängig von der Art der Alkylgruppen in t-Stellung und liegt im allgemeinen zwischen 105 - 12000. Die Messung des Erweichungsbereichs erfolgte auf der Kofler-Heizbank.The softening range of the polymers obtained depends on the type of alkyl groups in the t-position and is generally between 105 and 12,000. The softening range was measured on the Kofler heating bench.
Es wurde gefunden, daß Polyester nach der Erfindung eine hohe Iiydrolysefestigkeit besitzen. Die Hydrolysefestigkeit wurde an Filmen von 0,1 mm Dicke gegenüber Wasser, verdünnter Natronlauge und verdünnter Schwefelsäure gemessen, wobei viskosimetische Messungen zur Ermittlung eines unter Umständen eingetretenen hydrolytischen Abbaus dienten.It has been found that polyesters according to the invention have a high resistance to hydrolysis own. The resistance to hydrolysis was measured on films 0.1 mm thick against water, Dilute caustic soda and dilute sulfuric acid are measured, being viscosimetic Measurements to determine any hydrolytic degradation that may have occurred served.
Auf röntgenographischem Wege wurde festgestellt, daß die erhaltenen Polymerisate hochkristallin sind.It was determined by radiography that the obtained Polymers are highly crystalline.
Die erhaltenen Polymerisa;te können zu Formkörpern aller Art verarbeitet werden, insbesondere zu solchen, die Uberwiegend ein oder zwei Ausdehnungsrichtungen besitzen, beispielsweise zu Fäden, Fasern, Stäben, Bändern, Folien und Platten.The polymers obtained can be processed into molded articles of all types become, especially those that predominantly have one or two directions of expansion have, for example, threads, fibers, rods, tapes, foils and plates.
So ist es möglich aus Schmelze, beispielsweise bei 130°C und darllber, direkt Fäden zu spinnen. Diese Fäden besitzen eine iUr aliphatische Polyester hohe Zugfestigkeit im Bereich von 400 - 500 kg/m2 und höher.So it is possible from the melt, for example at 130 ° C and above, to spin threads directly. These threads have a high aliphatic polyester content Tensile strength in the range of 400 - 500 kg / m2 and higher.
Es ist jedoch auch möglich, Fäden und Fasern aus Lösungen der Polymeren herzustellen. Dabei werden bevorzugt die schon genannten Lbsungsmittel verwendet.However, it is also possible to use threads and fibers from solutions of the polymers to manufacture. The solvents already mentioned are preferably used.
Das Lösungsmittel verdampft während des Herstellungsprozesses.The solvent evaporates during the manufacturing process.
Solche nach Verfahren des Trockenspinners oder Naßspinnens hergestellte Fäden können auf das 2 bis 6-fache in ihrer Länge gereckt werden.Those produced by the dry spinning or wet spinning process Threads can be stretched 2 to 6 times their length.
Durch Abschrecken der Schmelze lassen sich weitgehend transparente Polien hoher Reißfestigkeit herstellen.By quenching the melt, largely transparent ones can be made Produce polien with high tensile strength.
bue Lösungen der Polymerisate in den schon genannten Lösungsmitteln, bevorzugt in Chloroform lassen sich Folien und Platten gießen, die meist opak sind.bue solutions of the polymers in the solvents already mentioned, Foils and plates, which are usually opaque, can be cast preferably in chloroform.
Bei Temperaturen im Bereich von 85 - 15000 lassen sich die Polymerisate unter Druck zu Formkörpern pressen, beispielsweise nach dem Verfahren der Spritzgußtechnik.At temperatures in the range from 85 to 15,000, the polymers press under pressure to form moldings, for example using the injection molding technique.
In den folgenden Beispielen wurde die reduzierte Viskosität # eSp/c (ml/g) in Chloroform bei einer Temperatur von 2000 und einer Konzentration von c=0,01 g/ml gemessen.In the following examples, the reduced viscosity was # eSp / c (ml / g) in chloroform at a temperature of 2000 and a concentration of c = 0.01 g / ml measured.
Die Molekulargewichte wurden durch Dampfdruckosmometrie bestimmt.The molecular weights were determined by vapor pressure osmometry.
Der Vicat wurde nach VDE 0302 in Glycol bei 5 kg Belastung bestimmt.The Vicat was determined according to VDE 0302 in glycol with a load of 5 kg.
Prozentgehalte beziehen sich auf Gew.-%, Umsätze und Ausbeuten sind in Gew.-% angegeben.Percentages relate to% by weight, conversions and yields are given in% by weight.
Die Größen M1 und M2 bedeuten die molaren Konzentrationen im Ausgangsgemisch, m1 und m2 die molaren Anteile im Copolymerisat, die Ausdrücke M1/(M1 + M2) und m1/(m1 + m2) die Molenbrüche. Die Copolymerisationsparameter r1 und r2 sind als Verhältnis der Geschwindigkeitskonstanten definiert.The sizes M1 and M2 mean the molar concentrations in the starting mixture, m1 and m2 are the molar proportions in the copolymer, the expressions M1 / (M1 + M2) and m1 / (m1 + m2) the mole fractures. The copolymerization parameters r1 and r2 are as a ratio defined by the rate constant.
Beispiel 1a 12,4 g #,# -Dimethyl- # -valerolacton (9,6 . 10-2 Mol) mit einem Wassergehalt unter 0,02 Gew.-% werden bei Raumtemperatur unter Luftausschluß mit 0,2 ml einer Lösung von Zn(C2H5)2 in Benzol (10 Mol Zn(C2H5)2 pro ml Benzol) versetzt (Molverhältnis Initiator/Lacton = 2 10-3). Es wird 24 Std. lang auf 700C erwärmt. Das Reaktionsgemisch erstarrt zu einer festen Masse. Zur Abtrennung von Katalysator und nicht umgesetztem Monomeren wird das Reaktionsgemisch in 70 ml Chloroform gelöst und in 600 ml Methanol ausgefällt.Example 1a 12.4 g of #, # -dimethyl- # -valerolactone (9.6, 10-2 mol) with a water content below 0.02 wt .-% are at room temperature with exclusion of air with 0.2 ml of a solution of Zn (C2H5) 2 in benzene (10 mol of Zn (C2H5) 2 per ml of benzene) added (molar ratio of initiator / lactone = 2 10-3). It is kept at 700C for 24 hours warmed up. The reaction mixture solidifies to a solid mass. For the separation of Catalyst and unreacted monomer is the reaction mixture in 70 ml of chloroform dissolved and precipitated in 600 ml of methanol.
Ausbeute: 9,60 g Umsatz: 77 % Molekulargewicht: 40 000 - 50 000 Erweichungsbereich: 108 - 110°O #sp/c-Wert: 93,7 ml/g Das Polymere ist bei Raumtemperatur in Chloroform und Methylenchlorid löslich; es ist bei 70°C (bzw. beim Siedepunkt des Lösungsmittels) löslich in Hexamethylphosphorsäuretriamid, Dimethylformanid, Tetrahydrofuran, 1,4-D@oxan, Toluol, Benzol, Aceton, Nitrobenzol und Tetrachlorkchlenstoff. Beim Abkühlen fällt das Polymere @u@ @@@ @enannten Lösungsmitteln wieder aus; nur bei Te-@@@h@ @ran ver@@@ibt der in der Wärme gelöste Polybei @@@ühlen in Lö@@@@@ @@@@@@ @@@@@ne@ @@@@ @ @@@@ Mange #,# -mäthyl @@@ @n, anstelle i@@ #,#, -Dimethyl- # -va@@rolactons, wird bei entsprechendem Umsatz ein Poly merisat mit gleichartigen physikalischen Eigen schaften erhalten.Yield: 9.60 g Conversion: 77% Molecular weight: 40,000 - 50,000 Softening range: 108-110 ° O # sp / c value: 93.7 ml / g The polymer is in chloroform at room temperature and methylene chloride soluble; it is at 70 ° C (or at the boiling point of the solvent) soluble in hexamethylphosphoric acid triamide, dimethylformanide, tetrahydrofuran, 1,4-D @ oxane, Toluene, benzene, acetone, nitrobenzene and carbon tetrachloride. Falls as it cools the polymer @ u @ @@@ @ named solvents again; only with Te - @@@ h @ @ran ver @@@ is the polybei @@@ ühlen dissolved in the heat in Lö @@@@@ @@@@@@ @@@@@ ne @ @@@@ @ @@@@ Mange #, # -mäthyl @@@ @n, instead of i @@ #, #, -Dimethyl- # -va @@ rolactons, will with a corresponding conversion, a polymer with similar physical properties obtain properties.
Beispiel 1b Für die folgenden technischen Versuche wird ein nach Beispiel 1a hergestelltes Poly- #,# -dimethyl # -valerolacton verwendet: Aus der Schmelze von 120 - 130°C werden Fäden ge sponnen, die auf das drei- bis vierfache ihrer Länge gereckt werden können.Example 1b For the following technical tests, an example is used 1a produced poly- #, # -dimethyl # -valerolactone used: From the melt At 120 - 130 ° C, threads are spun that are three to four times their length can be stretched.
Aus einer 2Q %igen Lösung in Ohloroform lassen sich opake Folien gießen.Opaque films can be cast from a 2Q% solution in Ohloroform.
Aus der Schmelze lassen sich opake Folien gießen.Opaque foils can be poured from the melt.
Durch Abschrecken der noch heißen Folie mittels flüssiger Luft werden weitgehend transparente Folien hergestellt.By quenching the still hot foil with liquid air largely transparent foils produced.
Bei Temperaturen von 90 - 100°C, unter einem Druck von 300 kg/cm2, können Formkörper gepreßt werden.At temperatures of 90 - 100 ° C, under a pressure of 300 kg / cm2, moldings can be pressed.
Beispiel 2a In einen Dreihalskolben von 500 ml Inhalt, der mit KPG-Rührer, Gummiverschluß und Gaseinleitungsrohr versehen ist, werden 310 g #,# -Dimethyl- # -valero-@acton (2,42 Mol) mit einem Wassergehalt unterhalb 0,02 Gew.-% gegeben. Nach mehrmaligem Evakuieren und Füllen mit trockenem, luftfreiem Stickstoff, werden unter RUhren 4,85 ml einer Zn(02H5)2-Lösung in Benzol (10-3 3 Mol pro ml Benzol) mit einer medizinischen Spritze durch die Gummiverschlußkappe eingespritzt und die Reaktionsmischung auf 7000 erwärmt. Nach einer halben Stunde wird der Rührer abgestellt. Der Polymerisationsansatz erstarrt zu einer festen, opaken Masse.Example 2a In a three-necked flask with a capacity of 500 ml, which is equipped with a KPG stirrer, Rubber cap and gas inlet tube, 310 g #, # -Dimethyl- # -valero- @ acton (2.42 mol) given with a water content below 0.02% by weight. After evacuating several times and filling with dry, air-free Nitrogen, 4.85 ml of a Zn (02H5) 2 solution in benzene (10-3 3 Moles per ml of benzene) with a medical syringe through the rubber cap injected and the reaction mixture heated to 7000. After half an hour the stirrer is switched off. The polymerization batch solidifies into a solid, opaque mass.
Nach 24 Std. Reaktionszeit wird in 1200 ml Chloroform gelöst und der Polyester in 9 1 Methanol als faseriges, farbloses Produkt ausgefällt. Das Polymere wird Uber P205 bei Raumtemperatur.getrocknet. Zur Reinigung wird aus CHCl3 mit Methanol umgefällt.After a reaction time of 24 hours, it is dissolved in 1200 ml of chloroform and the Polyester precipitated in 9 l of methanol as a fibrous, colorless product. The polymer is dried over P205 at room temperature. For purification, from CHCl3 with methanol fell over.
Ausbeute: 228 g Umsatz: 73,5 % #sp/c-Wert: 101,6 ml/g Vicat: 81-86°C (abhängig von der Kristallinität) Löslichkeit und Erweichungsbereich entsprechen dem Produkt nach Beispiel 1 Bei Verwendung von ä@@ivalenten Mengen von Zn(i-C3H7)2 oder Zn(n-04H9)2,antelle der Zn(C2H5)2-Tösung, und bei Lösen des Polyesters in Aceton und Fällen in Äthanol wurden gleichartige Ergebnisse erhalten.Yield: 228 g Conversion: 73.5% # sp / c value: 101.6 ml / g Vicat: 81-86 ° C (depending on the crystallinity) Solubility and softening range correspond the product according to Example 1 When using ä @@ equivalent amounts of Zn (i-C3H7) 2 or Zn (n-04H9) 2, instead of the Zn (C2H5) 2 solution, and when the polyester is dissolved in acetone and cases in ethanol, similar results were obtained.
Zur Rückgewinnung des nichtumgesetzten Monomeren wird das Lösungsmittel-Fällungsmittel-Gemisch (1,2 1 CHCl3 und 9 1 Methanol) unter Normaldruck Uber eine Füllkörperkolonne abdestilliert und der Rückstand (zur Oligomerenspaltung) auf 200°C erhitzt. Anschließend wurde das Lacton unter Vakuum Uber eine Vigreux-Kolonne destilliert.The solvent-precipitant mixture is used to recover the unreacted monomer (1.2 1 CHCl3 and 9 1 methanol) distilled off under normal pressure over a packed column and the backlog (to Oligomer cleavage) heated to 200 ° C. Afterward the lactone was distilled under vacuum over a Vigreux column.
Kp24 = 104 - 107°C; Ausbeute: 64 g Beispiel 2b Unter Verwendung von nach Beispiel 2a hergestelltem Poly-#,# -dimethyl- # -valerolacton werden folgende Messungen durchgefUhrt: Bei einer Preßtemperatur von 140°C wird eine 1 mm dicke Platte hergestellt.Bp24 = 104-107 ° C; Yield: 64 g. Example 2b Using Poly - #, # -dimethyl- # -valerolactone prepared according to Example 2a are as follows Measurements carried out: At a pressing temperature of 140 ° C, a 1 mm thick Plate made.
Zugfestigkeit (DIN 53 455): 408 kg/cm2 bei einer Dehnung von 10 %.Tensile strength (DIN 53 455): 408 kg / cm2 with an elongation of 10%.
Nach dem Spritzgußverfahren (Spritstemperatur im Kolben 1500C) werden Normstäbe hergestellt: Schlagfestigkeit (DIN 53 453): 57,3 bis nicht gebrochen.After the injection molding process (injection temperature in the piston 1500C) Standard bars produced: impact strength (DIN 53 453): 57.3 to not broken.
U-Kerbzähigkeit (DIN 53 453): 4,5 kp cm/cm2.U-notch toughness (DIN 53 453): 4.5 kp cm / cm2.
Beispiel 3 Entsprechend Beispiel 1 werden 7,75 g #,# -Dimethyl-# -valerolacton (6 . 10 2 Mol) mit 0,24 ml einer Lösung von Zn(C2H5)2 in Benzol (10-3 Mol pro ml Benzol) versetzt. Molverhältnis Initiator/Lacton = 4 . 10-3.Example 3 As in Example 1, 7.75 g of #, # -dimethyl- # -valerolactone (6.10 2 mol) with 0.24 ml of a solution of Zn (C2H5) 2 in benzene (10-3 mol per ml Benzene). Molar ratio of initiator / lactone = 4. 10-3.
Polym.-temp.: 70°C; Polym.-zeit: 24 Std.Polym. Temp .: 70 ° C; Polym. Time: 24 hours
Die Aufarbeitung erfolgt wie in Beispiel 1.The work-up is carried out as in Example 1.
Ausbeute: 5,79 g Umsatz: 74 % #sp/c-Wert: 51,3 ml/g; Molekulargewicht: 10 000-15 000.Yield: 5.79 g Conversion: 74% # sp / c value: 51.3 ml / g; Molecular weight: 10,000-15,000.
Beispiel 4 Analog Beispiel 1 werden 13,17 g #,# -Dimethyl- # -valerolacton mit 0,3 ml einer Lösung von ZntC2H5)2 in Benzol (0,5 . 10-3 Mol Zn(C2H5)2 pro ml Benzol) versetzt.Example 4 Analogously to Example 1, 13.17 g of #, # -dimethyl- # -valerolactone are obtained with 0.3 ml of a solution of ZntC2H5) 2 in benzene (0.5.10-3 mol Zn (C2H5) 2 per ml Benzene).
Molverhältnis Initiator/Lacton = 1,5 . 10-3.Initiator / lactone molar ratio = 1.5. 10-3.
Polym.-temp.: 700C; Polym.zeit: 40 Std.Polym. Temp .: 700C; Polym. Time: 40 hours
Ausbeute: 3,30 g; Umsatz: 25 ffi #sp/c-Wert: 82,7 ml/g; Molekulargewicht: 25 000 - 30 000 Ein Wasserzusatz von 0,1 Mol-% (0,015 Gew.-%), bezogen auf das Monomere, bzw. von 50 Mol-%, bezogen auf den Katalysator (vorgelegtes Molverhältnis Initiator/Lacton = 2 10-3) bringt die Katalysatoraktivität praktisch zum Erliegen.Yield: 3.30 g; Conversion: 25 ffi # sp / c value: 82.7 ml / g; Molecular weight: 25,000 - 30,000 an addition of 0.1 mol% (0.015% by weight) of water, based on the monomer, or 50 mol%, based on the catalyst (initial molar ratio of initiator / lactone = 2 10-3) brings the catalyst activity to a virtual standstill.
Beispiel 5 6,97 g #,# -Dimethyl- # -valerolacton (M1) (5,4 . 10-2 Mol) und 0,6 g # -Valerolacton (M2) (Q,6 10-2 Mol) werden unter Luft- und Beuchtigkeitsausschluß bei Raumtemperatur mit 0,25 ml einer Lösung von Zn(C2H5)2 in Benzol (0,5 10-3 Mol Zn(C2H5)2 pro ml Benzol) versetzt.Example 5 6.97 g of #, # -Dimethyl- # -valerolactone (M1) (5.4, 10-2 Mol) and 0.6 g # -valerolactone (M2) (Q, 6 10-2 mol) are with the exclusion of air and moisture at room temperature with 0.25 ml of a solution of Zn (C2H5) 2 in benzene (0.5 10-3 mol Zn (C2H5) 2 per ml of benzene).
Molverhältnis Initiator/Monomeres = 2 10-3. Es wird 1/4 Std. auf 70°C erwärmt. Das Reaktionsgemisch erstarrt zu einer homogenen, transparenten Masse. Die Polymerisation wird nach dieser Zeit mit feuchtem Chloroform abgebrochen, das Reaktionsgemisch in 40 ml CHCl3 gelöst und das Kopolymere in 400 ml Methano' ausgefällt.Initiator / monomer molar ratio = 2 10-3. It is 1/4 hour at 70 ° C warmed up. The reaction mixture solidifies to form a homogeneous, transparent mass. The polymerization is terminated after this time with moist chloroform, the Reaction mixture dissolved in 40 ml of CHCl3 and the copolymer in 400 ml of methano ' failed.
Ausbeute: 2,65 g Umsatz: 34 % M1 /(M1 + M2) = 0,9 m1 /(m1 + m2) = 0,6 Das Polymere hat eine Schmelztemperatur von 78°C (Kofler - Bank) und zeigt eine gegenüber Poly- #,# -dimethyl- # -valerolacton wesentlich erhöhte Elastizität. Es ist bei Raumtemperatur löslich in CHCl3, Tetrahydrofuran, Dioxan, Toluol, Benzol und Nitrobenzol Für das System #,# -Dimethyl- # -valerolacton (M1) - # -Valerolacton (M2) wurden die Parameter bestimmt zu: r1 = 0,1; r2 = 2,4 Beispiel 6 6,20 g #,# -Dimethyl- # -valerolacton (M1) (4,8 . 10-2 Mol) und 1,37 g # -Caprolacton (M2) (1,2 . 10-2 Mol), werden unter Luft und Feuchtigkeitsausschluß bei Raumtemperatur mit 0,5 ml einer Lösung von Zn(C2H5)2 in Benzol (0,5 . 10-3 Mol Zn(C2H5)2 pro ml Benzol) versetzt. Molverhältnis Initiator/Monomeres = 4 @ 10-Es wird 10 min au 70°C erwärmt Das Reaktionsgemisch erstarrt zu einer transparenten, homogenen Masse.Yield: 2.65 g Conversion: 34% M1 / (M1 + M2) = 0.9 m1 / (m1 + m2) = 0.6 The polymer has a melting temperature of 78 ° C. (Kofler bench) and shows a compared to poly- #, # -dimethyl- # -valerolactone, significantly increased elasticity. It is soluble in CHCl3, tetrahydrofuran, dioxane, toluene, benzene at room temperature and nitrobenzene for the system #, # -dimethyl- # -valerolactone (M1) - # -valerolactone (M2) the parameters were determined as follows: r1 = 0.1; r2 = 2.4 example 6 6.20 g #, # -Dimethyl- # -valerolactone (M1) (4.8. 10-2 mol) and 1.37 g # -caprolactone (M2) (1.2. 10-2 mol), under air and with exclusion of moisture at room temperature with 0.5 ml of a solution of Zn (C2H5) 2 in benzene (0.5.10-3 mol Zn (C2H5) 2 per ml Benzene). Molar ratio of initiator / monomer = 4 @ 10-It is 10 minutes at 70 ° C heated The reaction mixture solidifies to a transparent, homogeneous mass.
Die Aufarbeitung erfolgte wie im Beispiel 5.The work-up was carried out as in Example 5.
Ausbeute: 0,92 g Umsatz: 12,8 % M1 / (M1 + M2) = 0,8 ; m1 / (m1 + m2) = 0,75 Das Polymere schmilzt auf der Kofler-Bank bei ca.Yield: 0.92 g Conversion: 12.8% M1 / (M1 + M2) = 0.8; m1 / (m1 + m2) = 0.75 The polymer melts on the Kofler bench at approx.
75°C. Es ist elastischer als Poly- #,# -dimethyl S-valerolacton. Es ist bei Raumtemperatur löslich in CHCl3, OH2C12, Tetrahydrolfuran und Benzol.75 ° C. It is more elastic than poly- #, # -dimethyl S-valerolactone. It is soluble in CHCl3, OH2C12, tetrahydrofuran and benzene at room temperature.
Für das System #,# -Dimethyl- # -valerolacton (M1) - # -Caprolacton (M2) wurden die Parameter bestimmt zu: r1 = 1,6 und r2 ~ 4,3 Beispiel 7 Hydrolysebeständigkeit von Poly- #,# -dimethyl- # -va lerolacton: Der Polyester nach Beispiel 1a wird in Form dUnner Filme (ca. 0,1 mm Dicke) der Einwirkung von Wasser, wässriger Natronlauge und wässriger Schwefelsäure ausgesetzt, und ein unter Umständen eingetretener hydrolytischer Abbau durch viskosimetrische Messungen verfolgt. Die Versuchsdauer beträgt8 Tage.For the system #, # -dimethyl- # -valerolactone (M1) - # -caprolactone (M2) the parameters were determined as follows: r1 = 1.6 and r2 ~ 4.3. Example 7 Resistance to hydrolysis of poly- #, # -dimethyl- # -va lerolacton: The polyester according to Example 1a is in Form of thin films (approx. 0.1 mm thick) from the action of water, aqueous sodium hydroxide solution and aqueous sulfuric acid, and hydrolytic acid that may have occurred Degradation followed by viscometric measurements. The duration of the experiment is 8 days.
Hierbei erweist sich das Polymere bei Raumtemperatur als resistent gegen Wasser, .2 n wässriger NaOH und 10 %iger wässrige H2S04, während kochendes Wasser den Polyester angreift (geringe Viskositätsabnahme; stark zunehmende sprödigkeit der Filme).The polymer proves to be resistant at room temperature against water, .2 N aqueous NaOH and 10% aqueous H2S04, while boiling Water attacks the polyester (slight decrease in viscosity; strongly increasing brittleness of the films).
Beispiele 8-14 Analog Beispiel 2, jedoch unter Verwendung von Toluol
als Lösungsmittel, wird die Polymerisation von #,# -Dimethyl- # -valerolacton bei
50°C mit Zn(C2H5)2 als Katalysator durchgeführt; Initiatorkonzentration: 1,6 . 10-2
Mol/1; Polymerisationszeit: 4 Std.
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