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DE1495692B2 - PROCESS FOR THE POLYMERIZATION OF OPEN CHAIN N-VINYLAMIDES - Google Patents
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DE1495692B2 - PROCESS FOR THE POLYMERIZATION OF OPEN CHAIN N-VINYLAMIDES - Google Patents

PROCESS FOR THE POLYMERIZATION OF OPEN CHAIN N-VINYLAMIDES

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DE1495692B2 DE19621495692 DE1495692A DE1495692B2 DE 1495692 B2 DE1495692 B2 DE 1495692B2 DE 19621495692 DE19621495692 DE 19621495692 DE 1495692 A DE1495692 A DE 1495692A DE 1495692 B2 DE1495692 B2 DE 1495692B2
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Dieter Dr. 6000 Frankfurt; Bestian Herbert Dr. 6230 Frankfurt-Höchst; Beermann Claus Dr. 6000 Frankfurt; Bartmann Wilhelm Dr. 6000 Frankfurt-Schwanheim Ulmschneider
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Farbwerke Hoechst AG, vormals Meister Lucius & Brüning, 6000 Frankfurt
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Description

wobei R1 und R2 einwertige Reste aliphatischer Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoff bedeuten, für sich alkine oder in Mischung untereinander oder mit anderen radikalisch polymerisierbaren Verbindungen in Gegenwart von Azokatalysatoren in wäßriger Lösung oder Dispersion, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysatoren aliphatische Azodinitrile und/oder Azodicarbonsäuren oder deren Derivate der allgemeinen Formelnwhere R 1 and R 2 are monovalent radicals of aliphatic hydrocarbons with 1 to 5 carbon atoms or hydrogen, alkynes per se or in a mixture with one another or with other free-radically polymerizable compounds in the presence of azo catalysts in aqueous solution or dispersion, characterized in that the catalysts are aliphatic azodinitriles and / or azodicarboxylic acids or their derivatives of the general formulas

a)a)

C-N=N-CC-N = N-C

2525th

R9 CNR 9 CN

CN R,CN R,

b)b)

C-N=N-CC-N = N-C

R3 COOR4 R 3 COOR 4

COOR,COOR,

c)c)

C-N=N-CC-N = N-C

CO-NCO-N

CO-NCO-N

R6 R 6

Azo-bis-isobuttersäurenitril bei 10 3 Torr unter Stickstoff bekannt. Dabei entstehen Polymerisate mit niedrigen Molekulargewichten von maximal 2000.Azo-bis-isobutyronitrile known at 10 3 Torr under nitrogen. This results in polymers with low molecular weights of a maximum of 2000.

Gegenstand des Patentes 1151 940 ist ein Verfahren zur Polymerisation von offenkettigen N-Vinylamiden in wäßriger Lösung bzw. Suspension mit den Katalysatorsystemen Wasserstoffperoxid/Ammoniak bzw. Wasserstoffperoxid/Amine.The subject of patent 1151 940 is a method for the polymerization of open-chain N-vinylamides in aqueous solution or suspension with the Catalyst systems hydrogen peroxide / ammonia or hydrogen peroxide / amines.

Es wurde nun ein Verfahren zur Polymerisation von offenkettigen N-Vinylamiden der allgemeinen FormelThere has now been a process for the polymerization of open-chain N-vinylamides of the general formula

O CH=CH2 O CH = CH 2

R1-C-NR 1 -CN

wobei R1 und R2 einwertige Reste aliphatischer Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoff bedeuten, für sich alleine oder in Mischung untereinander oder mit anderen radikalisch polymerisierbaren Verbindungen in Gegenwart von Azokatalysatoren in wäßriger Lösung oder Dispersion gefunden, bei dem dann Polymerisate mit höheren Molekulargewichten in guten Ausbeuten erhalten werden, wenn als Katalysatoren aliphatische Azodinitrile und/oder Azodicarbonsäuren oder deren Derivate der allgemeinen Formelnwhere R 1 and R 2 are monovalent radicals of aliphatic hydrocarbons with 1 to 5 carbon atoms or hydrogen, alone or in a mixture with one another or with other free-radically polymerizable compounds in the presence of azo catalysts in aqueous solution or dispersion, in which then polymers with higher molecular weights can be obtained in good yields if aliphatic azodinitriles and / or azodicarboxylic acids or their derivatives of the general formulas are used as catalysts

Aus der Dissertation von G. WeI ze 1 (Freiburg 1960) ist die Polymerisation von offenkettigen N-Vinylamiden, nämlich N-Vinylacetamid, bei Temperaturen von 60 bis 8O0C und in Gegenwart von 0,1% R1 From the thesis by G. Wel ze 1 (Freiburg 1960) is the polymerization of open-chain N-vinyl amides, namely N-vinylacetamide, at temperatures from 60 to 8O 0 C and in the presence of 0.1% of R 1

C-N=N-CC-N = N-C

3535

4040

45 R2 CN 45 R 2 CN

CNR,CNR,

C-N=N-CC-N = N-C

/\
R3 COOR4
/ \
R 3 COOR 4

COOR4 COOR 4

R2 R 2

C-N=N-CC-N = N-C

wobei R1 Alkylgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder die—CH2 — CH2—COOH-Gruppe, R2, R3 Alkylgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und R4, R5, R6 Alkylgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoffatome bedeuten, verwendet werden und die Polymerisation, gegebenenfalls zusammen mit einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel, bei einem pH-Wert von nicht unter 6 zwischen 60 und 1400C bzw. bei UV-Bestrahlung zwischen 0 und 14O0C durchgeführt wird.where R 1 is alkyl groups with 1 to 5 carbon atoms or the —CH 2 —CH 2 —COOH group, R 2 , R 3 are alkyl groups with 1 to 5 carbon atoms and R 4 , R 5 , R 6 are alkyl groups with 1 to 5 carbon atoms or hydrogen atoms mean are used and the polymerization is optionally carried out together with a water-soluble organic solvent, at a pH value of not less than 6 between 60 and 140 0 C or under UV irradiation between 0 and 14O 0 C.

60 CON 60 CON

CONCON

R6 R 6

wobei R1 Alkylgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder die — CH2 — CH2 — COOH-Gruppe, R2, R3 Alkylgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und R4, R5, R6 Alkylgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoffatome bedeuten, verwendet werden und die Polymerisation, gegebenenfalls zusammen mit einem wasserlöslichen organischen Lösungsmittel, bei einem pH-Wert von nicht unter 6 zwischen 60 und 1400C bzw. bei UV-Bestrahlung zwischen 0 und 1400C durchgeführt wird.where R 1 is alkyl groups with 1 to 5 carbon atoms or the - CH 2 - CH 2 - COOH group, R 2 , R 3 are alkyl groups with 1 to 5 carbon atoms and R 4 , R 5 , R 6 are alkyl groups with 1 to 5 carbon atoms or hydrogen atoms mean, are used and the polymerization, if appropriate together with a water-soluble organic solvent, is carried out at a pH of not below 6 between 60 and 140 ° C. or with UV irradiation between 0 and 140 ° C.

Das Arbeiten in wäßriger Lösung oder Dispersion ermöglicht eine gute Abführung der Polymerisationswärme. Außerdem können dabei sehr hohe mittlere Molekulargewichte der Polymeren erhalten werdenWorking in an aqueous solution or dispersion enables the heat of polymerization to be dissipated well. In addition, very high mean Molecular weights of the polymers are obtained

bei einem sehr kleinen Restmonomerengehalt (meist kleiner als 1%). Damit ist dieses Verfahren z. B. einer Blockpolymerisation eindeutig überlegen. Durch Variation von Reaktionstemperatur und Katalysatorkonzentration ist eine genaue Einstellung einer gewünschten mittleren Molekülgröße gut möglich. So erhält man bei verhältnismäßig niederer Temperatur und geringer Katalysatorkonzentration Produkte von größerer mittlerer Kettenlänge, während relativ hohe Temperaturen und Katalysatorkonzentrationen den Kettenabbruch begünstigen. Diese Verhältnisse sind aus Beispiel 2, Tabelle 1 und 2, ersichtlich. Weiterhin ist eine Herabsetzung des Molekulargewichtes durch Zusatz von Reglern (z. B. Alkoholen, Ketonen, Aldehyden) möglich.with a very low residual monomer content (usually less than 1%). This method is z. B. clearly superior to bulk polymerization. By varying the reaction temperature and catalyst concentration a precise setting of a desired mean molecular size is easily possible. So products of are obtained at a relatively low temperature and a low catalyst concentration larger mean chain length, while relatively high temperatures and catalyst concentrations den Favor chain termination. These relationships can be seen from Example 2, Tables 1 and 2. Farther is a reduction in the molecular weight through the addition of regulators (e.g. alcohols, ketones, aldehydes) possible.

Die Herstellung der als Katalysatoren verwendeten Azoverbindungen kann z. B. erfolgen nach Thiele und Heuser, Liebigs Annalen 290, 1 (1896), bzw. nach D ο x, J. Amer. Chem. Soc. 47, 1471 (1925).The preparation of the azo compounds used as catalysts can, for. B. be done according to Thiele and Heuser, Liebigs Annalen 290, 1 (1896), resp. after D ο x, J. Amer. Chem. Soc. 47, 1471 (1925).

Als Beispiele für die erfindungsgemäß als Polymerisationskatalysatoren zu verwendenden Verbindungen seien genannt: α,ά - Azo - isobuttersäure - dinitril, a,a -Azo -isobuttersäure, a,a- Azo -isobuttersäure - dimethylester, a,a - Azo - isobuttersäureamid, Azo - diäthylacetonitril und y,/-Azo-bis-y-cyanpentansäure. Im letzteren Fall trägt R1 eine Carboxylgruppe. Selbstverständlich lassen sich auch Gemische der verschiedenen aliphatischen Azoverbindungen als Katalysatoren benutzen.As examples of the invention as polymerization compounds to be used are: α, ά - azo - isobutyric - dinitrile, a, a azo -isobuttersäure, a, a azo -isobuttersäure - dimethyl ester, a, a - azo - isobutyramide, azo - diethylacetonitrile and y, / - azo-bis-y-cyanopentanoic acid. In the latter case, R 1 bears a carboxyl group. Of course, mixtures of the various aliphatic azo compounds can also be used as catalysts.

Die genannten Katalysatoren werden im allgemeinen in einer Konzentration von 0,001 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,01 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Monomere, angewendet. Da die aliphatischen Azoverbindungen in Wasser meist unlöslich sind, werden sie zweckmäßig zunächst in den zu polymerisierenden offenkettigen N-Vinylamiden bei Raumtemperatur oder leicht erhöhter Temperatur gelöst und in dieser Form der wäßrigen Phase zugefügt. Durch Vermittlung des Monomeren und des Polymeren bleibt die Löslichkeit der Katalysatoren während der Polymerisation dann erhalten. Verbindungen mit Carboxylgruppen, wie die α,α'-Αζο-isobuttersäure und die ^,/-Azo-bis-y-cyanpentansäure, können auch in Form ihrer wasserlöslichen Salze als Polymerisationskatalysatoren benutzt werden.The catalysts mentioned are generally used in a concentration of 0.001 to 10 percent by weight, preferably 0.01 to 3 percent by weight, based on the monomer, used. As the aliphatic azo compounds in water are mostly insoluble, they are expediently first in the open-chain N-vinylamides to be polymerized dissolved at room temperature or slightly elevated temperature and in this form the aqueous Phase added. By mediating the monomer and the polymer, the solubility of the catalysts remains then obtained during the polymerization. Compounds with carboxyl groups, such as α, α'-Αζο-isobutyric acid and the ^, / - azo-bis-y-cyanopentanoic acid, can also be used as polymerization catalysts in the form of their water-soluble salts will.

Geeignet als Monomere zur Polymerisation nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sind offenkettige N-Vinylamide folgender FormelOpen-chain monomers are suitable as monomers for the polymerization by the process according to the invention N-vinyl amides with the following formula

CH=CH,CH = CH,

R1-CONR 1 -CON

wie sie nach bekannten Verfahren (deutsche Auslegeschrift 1088 479) erhalten werden. Dabei bedeuten R1 und R2 einwertige Reste aliphatischer Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoff, wobei die Reste R1 und R2 gleich oder verschieden sein können. Im einzelnen seien beispielsweise folgende Verbindungen genannt: N-Vinylacetamid, N-Vinyl-N-methylformamid, N-Vinyl-N-methylacetamid, N - Vinylpropionamid, N - Vinyl-N - methylpropionarnid, N - Vinyl - N - äthylacetamid und N-Vinyl-N-methylisobutyramid. Als Copolymerisations-Komponenten kommen radikalisch polymerisierbare Verbindungen, z. B. Vinyläther, deren Alkylreste 1 bis 5 Kohlenstoffatome enthalten, in Frage, ferner Vinyllactame, wie Vinylpyrrolidon oder N-Vinylcaprolactam, Vinylhalogenide, wie Vinylchlorid, Ester des Vinylalkohols mit einbasischen gesättigten aliphatischen Carbonsäuren mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, z. B. Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat und Vinylstearat. Geeignet sind auch Derivate der Acrylsäure bzw. Methacrylsäure, z. B. Ester der Acrylsäure bzw. Methacrylsäure mit aliphatischen einwertigen gesättigten Alkoholen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen sowie Acrylsäureamid, Methacrylsäureamid, Acrylsäurenitril und Methacrylsäurenitril. Ebenso können Maleinsäure und deren Ester, das Anhydrid und die Imide als Copolymerisationskomponenten benutzt werden.as they are obtained by known methods (German Auslegeschrift 1088 479). R 1 and R 2 are monovalent radicals of aliphatic hydrocarbons having 1 to 5 carbon atoms or hydrogen, and the radicals R 1 and R 2 can be identical or different. The following compounds may be mentioned in detail, for example: N-vinyl-N-methylformamide, N-vinyl-N-methylacetamide, N-vinylpropionamide, N-vinyl-N-methylpropionamide, N-vinyl-N-ethylacetamide and N- Vinyl N-methylisobutyramide. The copolymerization components are free-radically polymerizable compounds such. B. vinyl ethers whose alkyl radicals contain 1 to 5 carbon atoms, also vinyl lactams such as vinylpyrrolidone or N-vinylcaprolactam, vinyl halides such as vinyl chloride, esters of vinyl alcohol with monobasic saturated aliphatic carboxylic acids having 1 to 18 carbon atoms, eg. B. vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate and vinyl stearate. Derivatives of acrylic acid or methacrylic acid, e.g. B. esters of acrylic acid or methacrylic acid with aliphatic monohydric saturated alcohols having 1 to 8 carbon atoms and acrylic acid amide, methacrylic acid amide, acrylonitrile and methacrylonitrile. Maleic acid and its esters, the anhydride and the imides can also be used as copolymerization components.

Die N-Vinylamide werden vorzugsweise in Form einer 5- bis 60%igen wäßrigen Lösung bzw. Dispersion eingesetzt. Auch größere Verdünnungen und konzentriertere Lösungen können geeignet sein. Bei den in Wasser weniger löslichen N-Vinylamiden (z. B. N - Vinyl - N - methylpropionamid, N - Vinyl-N-äthylacetamid, N-Vinyl-N-methylisobutyramid) kann sowohl in einer Phase als auch in einem zweiphasigen System polymerisiert werden. Im ersteren Fall ist dazu eventuell der Zusatz eines Lösungsvermittlers, z. B. eines organischen wasserlöslichen Lösungsmittels, wie Methanol, Äthanol, Propanol oder Aceton, notwendig. Da die polymeren N-Vinylamide in Wasser weit besser löslich sind als die Monomeren, verschwindet eventuell bei anfänglich zweiphasiger Polymerisation die ölphase mit steigendem Umsatz.The N-vinylamides are preferably in the form of a 5 to 60% strength aqueous solution or dispersion used. Larger dilutions and more concentrated solutions can also be suitable. at the N-vinylamides which are less soluble in water (e.g. N - vinyl - N - methylpropionamide, N - vinyl-N-ethylacetamide, N-vinyl-N-methylisobutyramide) can be used both in one phase and in a two-phase System to be polymerized. In the first case, the addition of a solubilizer, e.g. B. an organic water-soluble Solvent, such as methanol, ethanol, propanol or acetone, is necessary. As the polymeric N-vinylamides are much more soluble in water than the monomers, may disappear with initially two-phase Polymerization of the oil phase with increasing conversion.

Die Polymerisation nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht beschleunigt werden. Diese Ausführungsform wird bei Polymerisationstemperaturen von 0 bis 1400C, vorzugsweise bei unter 6O0C, angewendet. Die Reaktionstemperatur ist abhängig von der Zersetzungstemperatur der als Katalysator verwendeten Azoverbindung und kann zwischen 60 und 140° C liegen. Zur Steigerung der Polymerisationsgeschwindigkeit und Verkürzung der Latenzzeit ist es vorteilhaft, die Polymerisation in Abwesenheit von Sauerstoff, z. B. unter Stickstoff-, Kohlendioxidoder Argon-Atmosphäre, durchzuführen. Dies ist besonders bei einer Temperatur unter 70° C vorteilhaft.The polymerization according to the process of the invention can be accelerated by irradiation with ultraviolet light. This embodiment is carried out at polymerization temperatures from 0 to 140 0 C, preferably below 6O 0 C, applied. The reaction temperature depends on the decomposition temperature of the azo compound used as catalyst and can be between 60 and 140.degree. To increase the rate of polymerization and shorten the latency period, it is advantageous to carry out the polymerization in the absence of oxygen, e.g. B. under nitrogen, carbon dioxide or argon atmosphere. This is particularly advantageous at a temperature below 70 ° C.

Da die N-Vinylamide in saurer Lösung leicht unter Acetaldehydbildung hydrolysieren, soll der pH-Wert nicht unter 6 liegen.Since the N-vinylamides easily hydrolyze in acidic solution to form acetaldehyde, the pH should be not be less than 6.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise bei Atmosphärendruck durchgeführt.The process according to the invention is preferably carried out at atmospheric pressure.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildeten polymeren, offenkettigen N-Vinylamide sind in Wasser und in verschiedenen organischen Lösungsmitteln (z. B. Alkoholen, Halogenkohlenwasserstoffen) löslich. Aus den Lösungen lassen sich die Polymerisate durch Abdampfen des Lösungsmittels als farblose, harte Filme gewinnen.The polymeric, open-chain N-vinylamides formed by the process according to the invention are in water and in various organic solvents (e.g. alcohols, halogenated hydrocarbons) soluble. The polymers can be removed from the solutions as colorless, win hard movies.

Die erfindungsgemäß hergestellten Polymeren können zum Abziehen von Küpenfarbstoffen, als Verdickungs- und Klebemittel und als Haarfestiger benutzt werden.The polymers prepared according to the invention can be used for stripping vat dyes, as Thickeners and adhesives and can be used as hair setting agents.

In den nachfolgenden Beispielen beziehen sich sämtliche K- und r\rei-Werte auf 1 %ige Lösungen der Polymeren in Wasser bei 25° C.In the following examples, all K and r \ rei values relate to 1% solutions of the polymers in water at 25 ° C.

Beispiel 1example 1

10 g N-Vinylacetamid werden in 10 g Wasser gelöst. Zu dieser Lösung werden 50 mg α,α'-Azo-isobuttersäure-dinitril zugegeben. Anschließend wird entgast, Stickstoff eingelassen und 30 ml O2-freies Wasser zugefügt. Nach Zugabe von 0,2 ml Ammoniak (20% ig) wird auf 70° C unter Rühren erwärmt. Die Polymerisation springt bald an und macht sich durch Wärmetönung und Viskositätserhöhung bemerkbar. Man hält die Temperatur 22 Stunden bei 700C, zieht dann das Wasser im Vakuum ab und erhält in quantitativer Ausbeute ein farbloses, klares, wasserlösliches Polymerisat vom K-Wert nach Fikentscher (vgl. Cellulosechemie 13 [1932], 58) 107 und einem >?r«rWert Von 6,0.10 g of N-vinyl acetamide are dissolved in 10 g of water. 50 mg of α, α'-azobutyric acid dinitrile are added to this solution. It is then degassed, nitrogen is let in and 30 ml of O 2 -free water are added. After adding 0.2 ml of ammonia (20%), the mixture is heated to 70 ° C. while stirring. The polymerisation soon starts and is noticeable through the evolution of heat and an increase in viscosity. The temperature is kept at 70 ° C. for 22 hours, the water is then drawn off in vacuo and a colorless, clear, water-soluble polymer with a K value according to Fikentscher (cf. Cellulosechemie 13 [1932], 58) 107 and one is obtained in quantitative yield >? r "rvalue V on 6.0.

Beispiel 2Example 2

Die folgenden Tabellen zeigen die Wirkung der Polymerisationstemperatur (Tabelle 1) und der Katalysatorkonzentration (Tabelle 2) auf die mittlere Kettenlänge der Polymerisate. Als Beispiel wurde die Polymerisation des N-Vinyl-N-methylacetamids gewählt. The following tables show the effect of the polymerization temperature (Table 1) and the catalyst concentration (Table 2) on the average chain length of the polymers. As an example, the Polymerization of N-vinyl-N-methylacetamide selected.

Tabelle 1Table 1

Temperatur, 0CTemperature, 0 C w-Wertw-value K-WertK value 60
70
80
60
70
80
6,4
3,2
1,3
6.4
3.2
1.3
108,4
89,8
65,9
108.4
89.8
65.9

Tabelle 2Table 2

α,α'-Azo-iso-butter-
säuredinitril-Konz.
α, α'-azo-iso-butter-
acid dinitrile conc.
W WertW value K-WertK value
0,25 Gewichts
prozent, bezogen
auf das Mono
mere
0,5 Gewichts
prozent
0.25 weight
percent, related
on the mono
mere
0.5 weight
percent
4,4
3,2
4.4
3.2
98,4
89,8
98.4
89.8

1515th

2525th

3030th

Ansatzapproach

18 g N-Vinyl-N-methylacetamid, 102 g Wasser, 90 mg α,α'-Azo-isobuttersäure-dinitril, Stickstoffatmosphäre. 18 g of N-vinyl-N-methylacetamide, 102 g of water, 90 mg of α, α'-azo-isobutyric acid dinitrile, nitrogen atmosphere.

4040

4545

Ansatzapproach

18 g N-Vinyl-N-methylacetamid, 102 g Wasser, Temperatur 700C, Stickstoff-Atmosphäre.18 g of N-vinyl-N-methylacetamide, 102 g of water, temperature 70 ° C., nitrogen atmosphere.

Die Polymerisation wird bei allen Versuchen durch Zusatz von Ammoniak bei einem pH von 8 bis 9 ausgeführt. Bei Polymerisationszeiten von 8 bis 20 Stunden liegen die Umsätze bei 97 bis 99,5%, Der niedrige Restmonomerengehalt ermöglicht für viele Zwecke die Verwendung der wäßrigen Polymerisatlösungen ohne Entfernung des Restmonomeren.In all experiments, the polymerization is carried out by adding ammonia at a pH of 8 to 9 executed. With polymerization times of 8 to 20 hours, the conversions are 97 to 99.5%, Der The low residual monomer content enables the aqueous polymer solutions to be used for many purposes without removing the residual monomer.

Beispiel 3Example 3

Werden 22,5 g N-Vinyl-N-methylacetamid in einem Gemisch von 63 g Äthanol und 63 g Wasser mit 112 mg α,α'-Azo-isobuttersäure-dinitril bei 700C in N2-Atmosphäre polymerisiert, so erhält man ein Polymerisat vom iC-Wert 45. Ohne Äthanolzusatz (126 g Wasser) wird dagegen ein Produkt vom K-Wert 90 erhalten. Noch stärker senkend auf die mittlere Molekülgröße wirken z. B. Aldehyde wie n-Butyraldehyd. Hier genügen schon 0,25 g, um einen K-Wert von 48 bei ähnlichen Polymerisationsbedingungen zu erhalten.22.5 g N-vinyl-N-methylacetamide polymerized in a mixture of 63 g ethanol and 63 g water with 112 mg α, α'-azo-isobutyric acid dinitrile at 70 0 C in N 2 atmosphere, one obtains a polymer with an iC value of 45. Without the addition of ethanol (126 g of water), on the other hand, a product with a K value of 90 is obtained. Z B. aldehydes such as n-butyraldehyde. Here, 0.25 g is sufficient to obtain a K value of 48 under similar polymerization conditions.

Beispiel 4Example 4

Je 25 g N-Vinyl-N-methylpropionamid, N-Vinyl-N - äthyl - propionamid und N - Vinyl - N -methylisobutyramid werden in 75 ml Wasser unter Ausschluß von Sauerstoff mit 250 mg α,α'-Azo-isobuttersäure-dinitril unter Rühren bei 7O0C und einem pH von 8 polymerisiert. Dabei bildet sich zunächst eine zweite Phase, die beim N-Vinyl-N-methylpropionamid im Laufe der Polymerisation (8 Stunden) aber vollständig verschwindet. Beim N-Vinyl-N-äthylpropionamid und beim N-Vinyl-N-methyl-isobutyramid entsteht dagegen eine latexartige Dispersion der Polymeren, die erst beim Abkühlen langsam in eine klare Lösung übergeht. Folgende K-Werte werden bei Ausbeuten von etwa 95% erhalten: Poly-N-vinyl - N - methylpropionamid 52, Poly - N - vinyl - N-äthylpropionamid 34 und Poly-N-vinyl-N-methylisobutyramid 42.25 g each of N-vinyl-N-methylpropionamide, N-vinyl-N-ethyl-propionamide and N-vinyl-N-methylisobutyramide are dissolved in 75 ml of water in the absence of oxygen with 250 mg of α, α'-azobutyric acid dinitrile polymerized with stirring at 7O 0 C and pH. 8 A second phase is initially formed, which in the case of N-vinyl-N-methylpropionamide, however, disappears completely in the course of the polymerization (8 hours). In the case of N-vinyl-N-ethylpropionamide and N-vinyl-N-methyl-isobutyramide, on the other hand, a latex-like dispersion of the polymers is formed, which only slowly turns into a clear solution on cooling. The following K values are obtained with yields of about 95%: poly-N-vinyl-N-methylpropionamide 52, poly-N-vinyl-N-ethylpropionamide 34 and poly-N-vinyl-N-methylisobutyramide 42.

Interessant bei diesen Polymerisaten ist der negative Temperaturkoeffizient der Löslichkeit in Wasser. So sind alle im Beispiel 4 genannten Polymeren bei Zimmertemperatur klar löslich, fallen aber bei Erhöhung der Temperatur unter Trübung aus. Die Temperatur der beginnenden Trübung ist von der Art des Polymeren abhängig. Sie beträgt z. B. bei 25% igen wäßrigen Lösungen beim Poly-N-vinyl-N-äthylpropionamid ~45°C, beim PoIy-N-vinyl-N-methylisobutyramid ~ 39° C und beim Poly-N-vinyl-N-methylpropionamid ~ 84° C.What is interesting about these polymers is the negative temperature coefficient of solubility in water. Thus, all of the polymers mentioned in Example 4 are clearly soluble at room temperature, but fall when increased the temperature under cloudiness. The temperature of the onset of turbidity is of the type of the polymer. It amounts to z. B. with 25% aqueous solutions in the case of poly-N-vinyl-N-ethylpropionamide ~ 45 ° C, for poly-N-vinyl-N-methylisobutyramide ~ 39 ° C and for poly-N-vinyl-N-methylpropionamide ~ 84 ° C.

Beispiel 5Example 5

12,5 g N-Vinyl-N-methylacetamid werden mit 12,5 g N-Vinylpyrrolidon bei 70° C in 75 g Wasser copolymerisiert. Katalysator: 250 mg α,α'-Azo-isobuttersäure-dinitril, N2-Atmosphäre, 7 Stunden Polymerisationszeit. Man erhält in sehr guter Ausbeute ein Copolymerisat vom K-Wert 82.12.5 g of N-vinyl-N-methylacetamide are copolymerized with 12.5 g of N-vinylpyrrolidone at 70 ° C. in 75 g of water. Catalyst: 250 mg of α, α'-azo-isobutyric acid dinitrile, N 2 atmosphere, 7 hours polymerization time. A copolymer with a K value of 82 is obtained in very good yield.

Beispiel 6Example 6

Bei der Copolymerisation von N-Vinyl-N-methylacetamid mit Vinylacetat in Wasser und α,α'-Azo-isobuttersäure-dinitril als Katalysator lassen sich bis etwa 18% Vinylacetat in das Polymere so einbauen, daß während der ganzen Polymerisation vollständige Löslichkeit besteht (Temperatur 70° C, 2% α,α'-Αζο-isobuttersäure-dinitril). Versucht man mehr Vinylacetat einzupolymerisieren, dann bleibt der Ansatz bei der Polymerisation trüb, und das Polymere ist am Ende der Polymerisation auch in der Kälte nur trüb löslich. Bei der Mischpolymerisation des N-Vinyl-N-methylacetamids wird vorzugsweise bei einem pH-Wert > 6 in mit Na-acetat abgepufferter Lösung unter Stickstoff gearbeitet.In the copolymerization of N-vinyl-N-methylacetamide with vinyl acetate in water and α, α'-azo-isobutyric acid dinitrile As a catalyst, up to about 18% vinyl acetate can be built into the polymer in such a way that that there is complete solubility throughout the polymerization (temperature 70 ° C., 2% α, α'-Αζο-isobutyric acid dinitrile). If you try to polymerize more vinyl acetate, the batch remains cloudy during the polymerization and the polymer is at the end of the polymerization only soluble in a cloudy manner, even in the cold. During the interpolymerization of N-vinyl-N-methylacetamide is preferably used at a pH value> 6 in a solution buffered with Na acetate worked under nitrogen.

Beispiel 7Example 7

Werden 100 g N-Vinyl-N-methylacetamid und 200 mg α,α'-Azoisobuttersäure-dinitril in 900 ml H2 O bei 30° C unter Ausschluß von Sauerstoff 24 Stunden gerührt, so tritt keine Polymerisation ein.If 100 g of N-vinyl-N-methylacetamide and 200 mg of α, α'-azoisobutyric acid dinitrile in 900 ml of H 2 O are stirred for 24 hours at 30 ° C. in the absence of oxygen, no polymerization occurs.

Wird nun mit einer Hg-Dampflampe bei der gleichen Temperatur UV-Licht eingestrahlt, dann wird derIf UV light is radiated in with an Hg vapor lamp at the same temperature, then the

Ansatz infolge Polymerisation des N-Vinyl-N-methylacetamids bald viskoser. Man erhält in fast quantitativer Ausbeute bei 24stündiger Polymerisation unter UV-Bestrahlung ein Polymerisat vom K-Wert 104.Approach as a result of the polymerization of N-vinyl-N-methylacetamide soon more viscous. One obtains in almost quantitative yield after 24 hours of polymerization UV radiation a polymer with a K value of 104.

Beispiel 8Example 8

In 100 ml Wasser (entgast und mit N2 gesättigt) werden 166 mg y.y'-Azo-bis-y-cyan-pentansäure nach Zugabe von 0,5 ml Ammoniak (25%ig) gelöst und 33,3 g N-Vinyl-N-methylacetamid zugefügt. Unter Rühren und N2-Uberlagerung wird auf 75° C erwärmt. Man erhält bei einer Polymerisationsdauer von 22 Stunden eine farblose, hochviskose Lösung eines166 mg of y.y'-azo-bis-y-cyanopentanoic acid are dissolved in 100 ml of water (degassed and saturated with N 2 ) after adding 0.5 ml of ammonia (25%) and 33.3 g of N- Vinyl-N-methylacetamide added. The mixture is heated to 75 ° C. with stirring and a blanket of N 2. After a polymerization time of 22 hours, a colorless, highly viscous solution of a is obtained

Polymerisats vom K-Wert 87,2. Der Umsatz beträgt über 99%.Polymer with a K value of 87.2. The conversion is over 99%.

Beispiel 9Example 9

21 ml N-Vinyl-N-methylacetamid werden in 50 ml Wasser mit 200 mg ^,/-Azo-bis-y-can-pentansäure und 2 ml Ammoniak (25%ig) versetzt. Dann werden bei 76° C langsam 8,8 ml Acrylsäuremethylester zugetropft. Nach 4 Stunden wird die Polymerisation abgebrochen und das Wasser sowie die Monomerenreste im Vakuum abgedampft. Die Ausbeute beträgt 18 g (~ 65%), der jj^-Wert 0,64 (l%ig in Dimethylformamid bei 25° C). Verseifungszahl 320 mg KOH/g Substanz.21 ml of N-vinyl-N-methylacetamide are dissolved in 50 ml of water with 200 mg ^, / - azo-bis-y-can-pentanoic acid and 2 ml of ammonia (25%) are added. 8.8 ml of methyl acrylate are then slowly added dropwise at 76.degree. After 4 hours, the polymerization is terminated and the water and the monomer residues evaporated in vacuo. The yield is 18 g (~ 65%), the value 0.64 (1% in dimethylformamide at 25 ° C). Saponification number 320 mg KOH / g substance.

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Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Polymerisation von offenkettigen N-Vinylamiden der allgemeinen FormelProcess for the polymerization of open-chain N-vinylamides of the general formula Il ,Il, R1-C-NR 1 -CN CH=CH,CH = CH,
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