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Title:
METHOD FOR THE PRODUCTION OF OLEFIN/CARBON MONOXIDE COPOLYMERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/007503
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for the production of linear, alternating carbon monoxide copolymers, whereby at least one olefinically unsaturated compound having two to twenty carbon monoxide atoms (component K1) and carbon monoxide are copolymerized in the presence of: a) metal complexes; b) optionally a protonic acid or a Lewis acid and c) optionally a hydroxy compound. The invention is characterized in that at least one olefinically unsaturated compound having at least two to twenty carbon monoxide atoms (component K2, ≠component K1) is added to the ongoing polymerization in a pulsed manner, that is, in the form of regular and irregular sequences of additions, known as pulse, and non-additions. The invention also relates to the carbon monoxide copolymers obtained according to said method, to the utilization thereof in the production of fibers, foils and molded bodies and to the fibers, foils or molded bodies produced from said polymers.

Inventors:
QUEISSER JOACHIM (DE)
GEPRAEGS MICHAEL (DE)
RIEGER BERNHARD (DE)
HUHN WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/006298
Publication Date:
February 01, 2001
Filing Date:
July 05, 2000
Export Citation:
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Assignee:
BASF AG (DE)
QUEISSER JOACHIM (DE)
GEPRAEGS MICHAEL (DE)
RIEGER BERNHARD (DE)
HUHN WOLFGANG (DE)
International Classes:
C08G67/02; C08J5/00; D01F6/76; (IPC1-7): C08G67/02
Domestic Patent References:
WO1997034943A11997-09-25
WO2000020487A12000-04-13
Foreign References:
EP0619334A11994-10-12
EP0429105A11991-05-29
Other References:
ABU-SURRAH A S ET AL: "ULTRAHIGH MOLECULAR WEIGHT ALTERNATING PROPENE/ETHENE/CARBON MONOXIDE TERPOLYMERS WITH ELASTIC PROPERTIES", MACROMOLECULAR: RAPID COMMUNICATIONS,DE,WILEY VCH, WEINHEIM, vol. 17, no. 8, 1 August 1996 (1996-08-01), pages 559 - 565, XP000634647, ISSN: 1022-1336
ABU-SURRAH A S ET AL: "POLYKETONE MATERIALS: CONTROL OF GLASS TRANSITION TEMPERATURE AND SURFACE POLARITY BY CO- AND TERPOLYMERIZATION OF CARBON MONOXIDE WITH HIGHER 1-OLEFINS", MACROMOLECULAR CHEMISTRY AND PHYSICS,DE,WILEY VCH, WEINHEIM, vol. 198, no. 4, 1 April 1997 (1997-04-01), pages 1197 - 1208, XP000677496, ISSN: 1022-1352
Attorney, Agent or Firm:
BASF AKTIENGESELLSCHAFT (Ludwigshafen, DE)
BASF AKTIENGESELLSCHAFT (Ludwigshafen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von linearen, alternierenden Koh lenmonoxidCopolymeren, bei dem mindestens eine olefinisch ungesättigte Verbindung mit zwei bis zwanzig Kohlenstoffato men (Komponente K1) und Kohlenmonoxid in Gegenwart von a) Metallkomplexen der allgemeinen Formel (I) in der die Substituenten und Indizes die folgende Bedeu tung haben : G 5, 6oder 7atomiges carbocyclisches Ring system ohne oder mit einem oder mehreren Hetero atomen, (CRb2) r, (CRb2) sSi (Ra) 2 (CRb2) t,A OBoderAZ (R5)B mit R5 Wasserstoff, C1bis C28Alkyl, C3bis C14Cy cloalkyl, C6bis C15Aryl oder Alkylaryl mit 1 bis 20 CAtomen im Alkylrest und 6 bis 15 CAto men im Arylrest,N (Rb) 2 oderSi (Ra) 3, wobei die genannten Reste auch substituiert sein können, A, B (CRb2) r', (CRb2) sSi (Ra) 2 (CRb2) t,N (Rb), ein r', soder tatomiger Bestandteil eines Ringsystems oder zusammen mit Z ein (r'+l), oder(t+1)atomigerBestandteileinesHe(s+1) terocyclus, Ra C1bisC20Alkyl,C3bisvoneinander CloCycloalkyl, C6bis C15Aryl oder Alkylaryl mit 1 bis 10 CAtomen im Alkylteil und 6 bis 15 CAtomen im Arylteil, wobei die genannten Reste auch substituiert sein können, Rb wie Ra, zusätzlich Wasserstoff oder Si (Ra) 3, r 1,2,3 oder 4 und r'1 oder 2, s, t 0,1 oder 2, wobei 1 < z ein nichtmetallisches Element aus der Gruppe 15 des Periodensystems der Elemente, M ein Metall, ausgewählt aus den Gruppen 8 bis 12 des Periodensystems der Elemente, El, E2 ein nichtmetallisches Element aus der Gruppe 15 des Periodensystems der Elemente, R1 bis R4lineares oder verzweigtes C1bis C28Alkyl, C3 bis C14Cycloalkyl, C6C, 5Aryl oder Alkylaryl mit 1 bis 28 CAtomen im Alkylteil und 6 bis 15 CAtomen im Arylteil, wobei die genannten Reste auch substituiert sein können, L1, L2 formal geladene oder neutrale Liganden, X formal einoder mehrwertige Anionen, p oder 3, m, n oder 3, wobei p = m x n, b) gegebenenfalls einer Protonenoder Lewissäure und c) gegebenenfalls einer Hydroxyverbindung copolymerisiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß zu der laufenden Copolymerisation mindestens eine olefinisch unge sättigte Verbindung mit zwei bis zwanzig Kohlenstoffatomen (Komponente K2, X Komponente K1) pulsweise, d. h. in Form ei ner regelmäßigen oder unregelmäßigen Abfolge von Zugabe, ge nannt Puls, und NichtZugabe, zudosiert wird, wobei die An zahl der Pulse zwei oder mehr beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß min destens eine olefinisch ungesättigte Verbindung der Kompo nente K2 weniger oder gleich viele Kohlenstoffatome enthält wie die olefinisch ungesättigte Verbindung mit der geringsten Kohlenstoffatomanzahl der Komponente K1.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß min destens eine olefinisch ungesättigte Verbindung der Kompo nente K2 eine mindestens gleich große oder höhere Reaktivität aufweist wie die olefinisch ungesättigte Verbindung mit der höchsten Reaktivität der Komponente K1.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß K1 Propen und K2 Ethen ist.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsdauer 0,1 s bis 5 min beträgt.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit zwischen zwei Pulsen 10 min bis 2 h beträgt.
7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Zeit zwischen zwei Pulsen und der Pulsdauer im Bereich von 2 bis 100 000 liegt.
8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die während eines Pulses zugeführte Menge der Komponente K2 im Vergleich zur insgesamt eingesetzten Menge der Kompo nente K1 0,01 bis 30 mol% Olefin beträgt.
9. KohlenmonoxidCopolymere erhältlich nach einem Verfahren ge mäß Ansprüchen 1 bis 8.
10. Verwendung der KohlenmonoxidCopolymeren gemäß Anspruch 9 für die Herstellung von Fasern, Folien oder Formkörpern.
11. Fasern, Folien oder Formkörper enthaltend KohlenmonoxidCopo lymere gemäß Anspruch 9. Verfahren zur Herstellung von Olefin/KohlenmonoxidCopolymeren Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von linearen, alternierenden KohlenmonoxidCopolymeren, bei dem mindestens eine olefinisch ungesättigte Verbindung mit zwei bis zwanzig Kohlenstoffatomen (Komponente K1) und Kohlenmonoxid in Gegenwart von a) Metallkomplexen, b) gegebenenfalls einer Protonenoder Lewissäure und c) gegebenenfalls einer Hydroxyverbindung copolymerisiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß zu der lau fenden Copolymerisation mindestens eine olefinisch ungesättigte Verbindung mit zwei bis zwanzig Kohlenstoffatomen (Komponente K2, W Komponente K1) pulsweise, d. h. in Form einer regelmäßigen oder unregelmäßigen Abfolge von Zugabe, genannt Puls, und NichtZu gabe, zudosiert wird. Weiterhin betrifft die Erfindung KohlenmonoxidCopolymere, die nach dem genannten Verfahren erhältlich sind, deren Verwendung für die Herstellung von Fasern, Folien oder Formkörpern sowie die aus diesen Polymeren hergestellten Fasern, Folien oder Formkör per.
Description:
Verfahren zur Herstellung von Olefin/Kohlenmonoxid-Copolymeren Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von linearen, alternierenden Kohlenmonoxid-Copolymeren, bei dem mindestens eine olefinisch ungesättigte Verbindung mit zwei bis zwanzig Kohlenstoffatomen (Komponente K1) und Kohlenmonoxid copo- lymerisiert werden.

Lineare, alternierende Copolymere aus Kohlenmonoxid und olefi- nisch ungesättigten Verbindungen, auch kurz als Kohlenmonoxidco- polymere oder Polyketone bezeichnet, sind bekannt. Beispielsweise zeichnen sich hochmolekulare teilkristalline Polyketone mit streng alternierender Abfolge der Monomeren in der Hauptkette im allgemeinen durch hohe Schmelzpunkte, gute Wärmeformbeständig- keit, gute Chemikalienbeständigkeit, gute Barriereeigenschaften gegenüber Wasser und Luft sowie vorteilhaften mechanischen und rheologischen Eigenschaften aus.

Von besonderem technischen Interesse sind Polyketone aus Kohlen- monoxid und zwei Olefinen, im allgemeinen a-Olefinen, wie zum Beispiel Kohlenmonoxid-Ethen-Propen-, Kohlenmonoxid-Ethen-Bu- ten-1-, Kohlenmonoxid-Ethen-Hexen-1-, Kohlenmonoxid-Propen-Bu- ten-1-oder Kohlenmonoxid-Propen-Hexen-1-Copolymere.

Übergangsmetallkatalysierte Verfahren zur Herstellung von Polyke- tonen sind bekannt. Beispielsweise wird in der EP-A 0 121 965 ein mit bidentaten Phosphinliganden chelatisierter cis-Palladiumkom- plex, [Pd (Ph2P (CH2) 3PPh2)] (OAc) 2 (Ph = Phenyl, Ac = Acetyl), ein- gesetzt. Die Kohlenmonoxidcopolymerisation kann in Suspension, wie in der EP-A 0 305 011 beschrieben, oder in der Gasphase, bei- spielsweise gemäß EP-A 0 702 045, durchgeführt werden. Häufig eingesetzte Suspensionsmittel sind zum einen niedermolekulare Al- kohole, insbesondere Methanol (s. a. EP-A 0 428 228), zum anderen unpolare oder polare aprotische Flüssigkeiten wie Dichlormethan, Toluol oder Tetrahydrofuran (vgl. EP-A 0 460 743 und EP-A 0 590 942). Auch Wasser als Reaktionsmedium ist bekannt (siehe Jiang und Sen, Macromolecules, 1994,27, S. 7215-7216, und Verspui et al., Chem. Commun., 1998, S. 401-402). Bei den Verfah- ren zur Herstellung von Polyketonen, die in wäßrigem Medium durchgeführt werden, können neben wasserlöslichen Katalysatoren auch Lösungsvermittler oder als Aktivator wirkende Hydroxyverbin- dungen eingesetzt werden.

Als gut geeignet für die genannten Polymerisationsverfahren haben sich insbesondere Komplexverbindungen mit Bisphosphinchelatligan- den erwiesen, deren Reste am Phosphor Aryl-oder substituierte Arylgruppen darstellen. Besonders häufig werden demgemäß als Che- latliganden 1,3-Bis (diphenylphosphino) propan oder 1,3-Bis [di- (o- methoxyphenyl) phosphino)] propan eingesetzt (s. a. Drent et al., Chem. Rev., 1996,96, S. 663-681). Üblicherweise wird die Koh- lenmonoxidcopolymerisation in den genannten Fällen in Gegenwart von Säuren durchgeführt.

Den genannten Verfahren ist gemeinsam, daß die Einsatzstoffe, Kohlenmonoxid und Olefine, entweder vor Beginn der Polymerisation in gesamter Menge vorgelegt oder einzelne oder alle Einsatzstoffe während der Polymerisation kontinuierlich zudosiert werden.

Bei der kontinuierlichen Verfahrensführung werden ein oder meh- rere Edukte während der gesamten Dauer der Polymerisation zudo- siert. Man erhält Copolymere, die hauptsächlich aus Einheiten be- stehen, die aus Kohlenmonoxid und dem schnellstreagierenden Ole- fin aufgebaut sind, und in wesentlich geringerem Anteil Einheiten enthalten, die aus Kohlenmonoxid und langsamer reagierenden Ole- finen aufgebaut wurden. Die unterschiedlichen Kohlenmonoxid-Ole- fin-Einheiten liegen statistisch verteilt im Polymer vor (Drent et al., Chem. Rev., 1996,96, S. 663-681, Rieger et al., Macromol. Chem. Phys. 1997,198, S. 1197-1208 und Barsacchi et al., Macromolecules, 1992,25, S. 3604-3606).

Werden vor der Polymerisation alle Edukte in gesamter Menge vor- gelegt (diskontinuierliches Verfahren), so erhält man Copolymere, deren Moleküle anfangs praktisch ausschließlich aus Einheiten aufgebaut sind, die aus Kohlenmonoxid und dem am schnellsten re- agierenden Olefin, d. h. in der Regel dem Olefin mit der gering- sten Kohlenstoffatomanzahl, gebildet werden. Erst nach Verbrauch des schnellstreagierenden Olefins werden in das Makromolekül auch Einheiten in nennenswertem Maß eingebaut, die aus Kohlenmonoxid und anderen Olefinen bestehen. Nach solchen Verfahren sind also z. B. für zwei Olefine mit stark unterschiedlichen Reaktivitäten lediglich Blockcopolymere erhältlich, deren Makromoleküle aus ge- nau zwei unterschiedlichen Blöcken bestehen (siehe beispielsweise EP-A-429 105).

Sowohl der kontinuierlichen als auch der diskontinuierlichen Ver- fahrensführung ist gemein, daB nur relativ geringe Einbauraten langsamer reagierender Olefine erzielbar sind. So erhaltene Poly- ketone besitzen dementsprechend nur geringfügig verbesserte Ei-

genschaften im Vergleich zu lediglich aus Kohlenmonoxid und einem Olefin aufgebauten Polyketonen.

Im Unterschied zu den genannten (dis-) kontinuierlichen Verfahren zur Polyketonherstellung offenbart EP-A-619 334 ein Verfahren, mit dem zwar hohe Einbauraten unterschiedlicher Olefine in ein Terpolymer erreichbar sind, allerdings ist dieses Verfahren kom- pliziert und die Ausbeuten sind gering. Die erhältlichen Polymere bestehen aus Makromolekülen, die ebenfalls nur aus maximal zwei voneinander verschiedenen Blöcken aufgebaut sind.

Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, Ver- fahren zur Herstellung von Polyketonen zur Verfügung zu stellen, welche geeignet sind, bei hohen Katalysatoraktivitäten und damit verbundenen Produktivitäten sowohl für schnell als auch langsam reagierende Olefine hohe Einbauraten zu gewährleisten.

Weiterhin sollten Polyketone gefunden werden, die hohe Molekular- gewichte aufweisen und neben Kohlenmonoxid hohe Anteile unter- schiedlicher Olefine enthalten. Diese Polyketone sollen gegenüber bekannten Kohlenmonoxidcopolymeren verbesserte Eigenschaften be- züglich ihres thermischen und mechanischen Verhaltens aufweisen.

Insbesondere sollen die Polyketone eine hohe Elastizität aufwei- sen.

Demgemäß wurde ein Verfahren zur Herstellung von linearen, alter- nierenden Kohlenmonoxid-Copolymeren, bei dem mindestens eine ole- finisch ungesättigte Verbindung mit zwei bis zwanzig Kohlenstof- fatomen (Komponente K1) und Kohlenmonoxid in Gegenwart von a) Metallkomplexen der allgemeinen Formel (I) in der die Substituenten und Indizes die folgende Bedeutung haben :

G 5-, 6-oder 7-atomiges carbocyclisches Ringsystem ohne oder mit einem oder mehreren Heteroatomen, - (Crb2) r-,- (CRb2) s-Si (Ra) 2- (CRb2) t-,-A-0-B-oder -A-Z(R5)-B- mit R5 Wasserstoff, C1-bis C28-Alkyl, C3-bis C14-Cycloal- kyl, C6-bis C15-Aryl oder Alkylaryl mit 1 bis 20 C- Atomen im Alkylrest und 6 bis 15 C-Atomen im Aryl- rest,-N (Rb) 2 oder-Si (Ra) 3, wobei die genannten Re- ste auch substituiert sein können, A, B- (CRb2) r'-,- (CRb2) s-Si (Ra) 2- (CRb2) t-,-N (Rb)-, ein r'-, s-oder t-atomiger Bestandteil eines Ringsystems oder zusammen mit Z ein (r'+l)-, (s+1)-oder (t+1)-atomiger Bestandteil eines Heterocyclus, Ra unabhängig voneinander C1-bis C20-Alkyl, C3-bis Clo-Cycloalkyl, C6-bis C15-Aryl oder Alkylaryl mit 1 bis 10 C-Atomen im Alkylteil und 6 bis 15 C-Atomen im Arylteil, wobei die genannten Reste auch substi- tuiert sein können, Rb wie Ra, zusätzlich Wasserstoff oder Si (Ra) 3, r 1,2,3 oder 4 und oder2,r'1 s, t 0,1 oder 2, wobei 1 # s+t < 3, Z ein nichtmetallisches Element aus der Gruppe 15 des Periodensystems der Elemente, M ein Metall, ausgewählt aus den Gruppen 8 bis 12 des Periodensystems der Elemente, E1, E2 ein nichtmetallisches Element aus der Gruppe 15 des Periodensystems der Elemente, R1 bis R4lineares oder verzweigtes C1-bis C28-Alkyl, C3-bis C14-Cycloalkyl, C6-Cls-Aryl oder Alkylaryl mit 1 bis 28 C-Atomen im Alkylteil und 6 bis 15 C-Atomen im Arylteil, wobei die genannten Reste auch substituiert sein können, L1, L2 formal geladene oder neutrale Liganden,

X formal ein-oder mehrwertige Anionen, p oder 3, m, n oder 3 wobei p = m x n, b) gegebenenfalls einer Protonen-oder Lewissäure und c) gegebenenfalls einer Hydroxyverbindung copolymerisiert werden, gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß zu der laufenden Copolymerisation mindestens eine olefi- nisch ungesättigte Verbindung mit zwei bis zwanzig Kohlenstoffa- tomen (Komponente K2, W Komponente K1) pulsweise, d. h. in Form ei- ner regelmäßigen oder unregelmäßigen Abfolge von Zugabe, genannt Puls, und Nicht-Zugabe, zudosiert wird, wobei die Anzahl der Pulse mindestens zwei ist.

Erfindungsgemäß wird also eine olefinisch ungesättigte Verbindun- gen enthaltende Komponente K2 pulsweise zu einer laufenden Poly- merisation von Kohlenmonoxid und einer olefinisch ungesättigte Verbindungen enthaltenden Komponente K1 zudosiert.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zu der wie beschrieben laufenden Copolymerisation von Kohlenmonoxid und Komponente K1 pulsweise Komponente K2 zudosiert, indem sie durch einen im Ver- gleich zum Reaktionsgefäß erhöhten Druck in das Reaktionsmedium eingebracht wird, beispielsweise durch Eindüsen oder Einspritzen.

Der Begriff"pulsweise"ist dabei so zu verstehen, daß die Dosie- rung von K2 in Form einer regelmäßigen oder unregelmäßigen Ab- folge von Zugabe, genannt Puls, und Nicht-Zugabe erfolgt und daß die Dauer einer Zugabe, d. h. die Dauer eines"Pulses", kurz ist im Vergleich zu der Zeit, die zwischen zwei Pulsen, d. h. ohne Zu- gabe von K2, liegt.

Die Pulsdauer liegt im Bereich von 0,1 s bis 5 min, vorzugsweise 0,1 s bis 1 min, besonders bevorzugt 0,1 bis 10 s und insbeson- dere 0,1 bis 1 s. Die einzelnen Pulse können, müssen aber nicht gleich lang sein.

Die Zeit zwischen zwei Pulsen beträgt üblicherweise 1 min bis 2h, bevorzugt 2 bis 60 min, besonders bevorzugt 5 bis 45 min. Die einzelnen Zeiten zwischen zwei Pulsen können, müssen aber nicht identisch sein.

Das Verhältnis der Zeit zwischen zwei Pulsen und der Pulsdauer liegt üblicherweise im Bereich von 2 bis 100 000, bevorzugt 500 bis 100 000, insbesondere 1 000 bis 10 000.

Die untere Grenze der Anzahl der Pulse liegt bei 2. Eine Begren- zung der Anzahl der Pulse nach oben existiert prinzipiell nicht, ist aber praktisch durch die Gesamtdauer der Copolymerisation ge- geben, die beispielsweise im Fall der diskontinuierlichen Copoly- merisation von Kohlenmonoxid und Komponente K1 im Bereich von 1 bis 72 Stunden, bevorzugt 2 bis 24 Stunden, besonders bevorzugt 3 bis 12 Stunden liegt.

Die während eines Pulses zuge-ührte Menge der Komponente K2 im Vergleich zur insgesamt eingesetzten Menge K1 (jeweils bezogen auf mol Olefin) beträgt vorteilhaft 0,01 bis 30, bevorzugt 0,1 bis 10 und besonders bevorzugt 0,2 bis 5 %.

Bei einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren enthält mindes- tens eine olefinisch ungesättigte Verbindung der Komponente K2 weniger oder gleich viele Kohlenstoffatome wie die olefinisch un- gesättigte Verbindung mit der geringsten Kohlenstoffatomanzahl der Komponente Kl.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsge- mäßen Verfahrens weist mindestens eine olefinisch ungesättigte Verbindung der Komponente K2 eine mindestens gleich große oder höhere Reaktivität auf wie die olefinisch ungesättigte Verbindung mit der höchsten Reaktivität der Komponente K1.

Ganz besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, bei dem K1 Propen und K2 Ethen ist.

Weiterhin wurden neue Polyketone gefunden, die nach dem erfin- dungsgemäßen Verfahren erhältlich sind.

Die erfindungsgemäßen Polyketone zeichnen sich dadurch aus, daß die ihnen zugrunde liegenden Makromoleküle aus voneinander ver- schiedenen Kettensegmenten aufgebaut sind, wobei innerhalb jedes einzelnen Kettensegments eine statistische Verteilung von aus Kohlenmonoxid und K1 und aus Kohlenmonoxid und K2 aufgebauten

Einheiten vorliegt und wobei für je zwei aufeinanderfolgende Ket- tensegmente im allgemeinen gilt : V$1, wobei V definiert ist als : [ (Anzahl aus Kohlenmonoxid und K1 aufgebauter Einheiten in einem gegebenen Kettensegment)/ (Anzahl aus Kohlenmonoxid und K2 aufgebauter Einheiten in einem gegebenen Kettenseg- ment)]/ [ (Anzahl aus Kohlenmonoxid und K1 aufgebauter Einheiten im anschließenden Kettensegment)/ (Anzahl aus Kohlenmonoxid und K2 aufgebauter Einheiten im anschließenden Kettensegment)] Weiterhin wurde die Verwendung der erfindungsgemäßen Kohlenmon- oxid-Copolymere für die Herstellung von Fasern, Folien oder Form- körpern gefunden.

Außerdem wurden Fasern, Folien oder Formkörper im wesentlichen enthaltend erfindungsgemäße Kohlenmonoxid-Copolymere gefunden.

Für die als Komponente K1 bezeichneten olefinisch ungesättigten Monomerverbindungen kommen bei den genannten Verfahren zur Her- stellung der Kohlenmonoxidcopolymeren grundsätzlich sowohl reine Kohlenwasserstoffverbindungen als auch heteroatomhaltige a-Ole- fine, wie (Meth) acrylsäureester oder-amide sowie Homoallyl-oder Allylalkohole,-ether oder-halogenide in Betracht. Unter den reinen Kohlenwasserstoffen sind C2-bis C20-l-Alkene geeignet. Un- ter diesen sind die niedermolekularen a-Olefine, z. B. a-Olefine mit 2 bis 8 C-Atomen wie Ethen, Propen, 1-Buten, 1-Penten, 1-He- xen oder 1-Octen hervorzuheben. Selbstverständlich können auch cyclische Olefine, z. B. Cyclopenten, Norbornen, aromatische Ole- finverbindungen wie Styrol oder a-Methylstyrol oder Vinylester wie Vinylacetat eingesetzt werden. Besonders bevorzugt wird Pro- pen. Es können auch Mischungen der genannten Stoffe eingesetzt werden. Besonders bevorzugt werden Mischungen von Ethen mit nie- dermolekularen a-Olefinen, wie Propen, 1-Buten, 1-Hexen, 1-Octen oder 1-Decen verwendet. Ganz besonders bevorzugt sind Mischungen aus Ethen und Propen.

Als olefinisch ungesättigte Monomerverbindungen der Komponente K2 kommen prinzipiell die für Komponente K1 genannten Stoffe in Be- tracht, mit der Maßgabe, daß sich K1 und K2 in mindestens einer Verbindung voneinander unterscheiden. Bevorzugt sind niedermole- kulare a-Olefine, z. B. a-Olefine mit 2 bis 8 C-Atomen wie Ethen, Propen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen oder 1-Octen, insbesondere Ethen.

Bevorzugt werden die olefinisch ungesättigten Verbindungen der Komponente K2 so gewählt, da3 mindestens eine von ihnen in dem erfindungsgemäßen Verfahren eine größere oder zumindest gleich große Reaktivität aufweist wie die olefinisch ungesättigte Ver- bindung der Komponente K1 mit der größten Reaktivität. Üblicher- weise nimmt die Reaktionsgeschwindigkeit im erfindungsgemäßen Verfahren mit zunehmender Anzahl der Kohlenstoffatome der olefi- nisch ungesättigten Verbindungen ab. Bevorzugt werden also die Komponenten K1 und K2 so gewählt, daß mindestens eine olefinisch ungesättigte Verbindung der Komponente K2 weniger oder gleich viele Kohlenstoffatome enthält wie die olefinisch ungesättigte Verbindung mit der geringsten Kohlenstoffatomanzahl der Kompo- nente K1. In besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfin- dung ist K1 ein Gemisch aus Propen und Ethen, K2 ist Ethen. Ganz besonders bevorzugt ist Kl Propen und K2 Ethen.

Die verbrückende Struktureinheit G in den Metallkomplexen a) des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht im allgemeinen aus ein-oder mehratomigen Brückensegmenten. Unter einer verbrückenden Struk- tureinheit wird grundsätzlich eine Gruppierung verstanden, die die Elemente E1 und E2 miteinander verbindet. Unter solche Struk- tureinheiten fallen beispielsweise 5-, 6-oder 7-atomige carbocy- clische Ringsysteme ohne oder mit einem oder mehreren Heteroato- men. Die Ringsysteme können aliphatisch oder aromatisch sein. Be- vorzugt sind 5-oder 6-atomige Ringsysteme mit 0,1 oder 2 Hete- roatomen, ausgewählt aus N, 0 oder S.

Die Bindungen zu den Atomen E1 und E2 können relativ zueinander jede beliebige Position einnehmen. Bevorzugte relative Positionen zueinander sind die 1,2-, die 1,3- und die 1,4-Positionen.

Bevorzugte Ausführungsformen für cyclische Struktureinheiten G sind die folgenden (Bindungsstellen zu E1 bzw. E2 sind gekenn- zeichnet) :

Die verbrückende Struktureinheit G kann weiterhin eine substi- tuierte oder unsubstituierte Alkylenkette sein, oder auch eine Alkylenkette, in der eine Alkyleneinheit durch eine Silylen- gruppe, eine Amino-oder Phosphinogruppe oder durch einen Ether- sauerstoff ersetzt ist.

Unter den einatomig verbrückten Struktureinheiten sind solche mit einem verbrückenden Atom aus der Gruppe 14 des Periodensystems der Elemente wie-C (Rb) 2-oder-Si (Ra) 2-, worin Ra unabhängig von- einander insbesondere für lineares oder verzweigtes C1-bis Clo-Alkyl, beispielsweise Methyl, Ethyl, i-Propyl oder t-Butyl, C3-bis C6-Cycloalkyl, wie Cyclopropyl oder Cyclohexyl, C6-bis Clo-Aryl, wie Phenyl oder Naphthyl, mit funktionellen Gruppen, welche nichtmetallische Elemente der Gruppen 14,15,16 oder 17 des Periodensystems der Elemente enthalten, substituiertes C6-bis Clo-Aryl, beispielsweise Tolyl, (Trifluormethyl) phenyl, Dimethyla- minophenyl, p-Methoxyphenyl oder partiell oder perhalogeniertes Phenyl, Aralkyl mit 1 bis 6 C-Atomen im Alkylteil und 6 bis 10 C- Atomen im Arylteil, beispielsweise Benzyl, und Rb insbesondere für Wasserstoff, Si (Ra) 3 und daneben für die vorstehend für Ra angege- benen Bedeutungen stehen, bevorzugt. Ra stellt insbesondere eine Methylgruppe, Rb insbesondere Wasserstoff dar.

Unter den mehratomig verbrückten Systemen sind die zwei-, drei- und vieratomig verbrückten Struktureinheiten hervorzuheben, wobei die dreiatomig verbrückten Systeme in der Regel bevorzugt einge- setzt werden.

Geeignete dreiatomig verbrückte Struktureinheiten basieren im allgemeinen auf einer Kette aus Kohlenstoffatomen, also zum Bei- spiel Propen (-CH2CH2CH2-), oder auf einer Brückeneinheit mit ei- nem Heteroatom aus der Gruppe 14,15 oder 16 des Periodensystems der Elemente, wie Silicium, Stickstoff, Phosphor oder Sauerstoff im Kettengerüst.

Die Brückenkohlenstoffatome können im allgemeinen mit C1-bis C6-Alkyl wie Methyl, Ethyl oder t-Butyl, C6-bis Cic-Aryl wie Phe- nyl oder durch funktionelle Gruppen, welche Elemente der Gruppen 14,15,16 oder 17 des Periodensystems der Elemente enthalten, also beispielsweise Triorganosilyl, Dialkylamino, Alkoxy, Hydroxy oder Halogen substituiert sein. Geeignete substituierte Propylen- brücken sind zum Beispiel solche mit einer Methyl-, Phenyl-, Hy- droxy-, Trifluormethyl-,-Hydroxyalkyl-oder Methoxygruppe in 2-Position.

Unter den mehratomig verbrückten Struktureinheiten mit einem He- teroatom im Kettengerüst werden vorteilhaft Verbindungen einge- setzt, in denen Z Stickstoff oder Phosphor, insbesondere Stick- stoff bedeutet (s. a. Formel (I)). Der Substituent R5 an Z kann insbesondere bedeuten : Wasserstoff, lineares oder verzweigtes C1- bis C28-Alkyl, insbesondere C1-bis C20-Alkyl wie Methyl, Ethyl, i-Propyl, t-Butyl, n-Hexyl oder n-Dodecyl, C3-bis C14-Cycloalkyl, insbesondere C3 bis Cg-Cycloalkyl wie Cyclopropyl oder Cyclohexyl, C6-bis Cis-Aryl, insbesondere C6-bis Clo-Aryl, beispielsweise Phenyl, oder Alkylaryl mit 1 bis 20 C-Atomen im Alkylrest und 6 bis 10 C-Atomen im Arylrest, beispielsweise Benzyl.

Die genannten Alkyl-und Arylreste können unsubstituiert oder substituiert sein. Als Substituenten kommen zum Beispiel funktio- nelle Gruppen, welche Atome der Gruppen 14,15,16 oder 17 des Periodensystems der Elemente enthalten, in Betracht. Geeignet sind u. a. Triorganosilylgruppen wie Trimethylsilyl oder t-Butyl- diphenylsilyl, die Carbonsäuregruppe oder Carbonsäurederivate wie Ester oder Amide, primäre, sekundäre oder tertiäre Aminogruppen wie Dimethylamino oder Methylphenylamino, die Nitro-und die Hy- droxygruppe, des weiteren Alkoxyreste wie Methoxy oder Ethoxy, die Sulfonatgruppe sowie Halogenidatome wie Fluor, Chlor oder Brom. Aryl bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung auch sub- stituiertes und unsubstituiertes Heteroaryl, also zum Beispiel Pyridyl oder Pyrrolyl. Unter Alkylreste R5 fallen ebenfalls lang-

kettige Alkylengruppen mit 12 bis 22 C-Atomen in der Kette, die auch über Funktionalitäten wie die Sulfonsäure-, Carbonsäure-, Phosphorsäure-, Hydroxy-, Amino-oder Ammoniumgruppe, zum Bei- spiel in endständiger Position, verfügen können.

Bevorzugt sind als Reste R5 auch solche Verbindungen, die einen elektronenziehenden Substituenten darstellen. Geeignet als elek- tronenziehende Substituenten sind zum Beispiel Alkylgruppen mit einem oder mehreren elektronenziehenden Resten wie Fluor, Chlor, Nitril oder Nitro in a-oder p-Position zu Z. Weiterhin geeignet sind Arylgruppen mit den genannten elektronenziehenden Resten so- wie als direkt an Z gebundene Reste, auch die Nitril-, Sulfonat und Nitrogruppe. Als geeignete elektronenziehende Alkylreste seien beispielhaft die Trifluormethyl-, Trichlorethyl-, Difluor- methyl-, 2,2,2-Trifluorethyl-, Nitromethyl-und die Cyanomethyl- gruppe genannt. Als geeignete elektronenziehende Arylreste seien beispielhaft genannt : m-, p-, o-Fluor-oder Chlorphenyl, 2,4-Di- fluorphenyl, 2,4-Dichlorphenyl, 2,4,6-Trifluorphenyl, 3,5-Bis (tri-fluormethyl) phenyl, Nitrophenyl, 2-Chlor-5-nitrophe- nyl und 2-Brom-5-nitrophenyl. In diesem Zusammenhang kommen gleichfalls Carbonyleinheiten als Reste R5 in Frage, so daß, wenn Z Stickstoff bedeutet, Z und R5 eine Carbonsäueamidfunktionalität ausbilden. Als ein solcher geeigneter Rest seien die Acetyl-oder die Trifluoracetylgruppe genannt.

Unter den Resten R5 sind insbesondere bevorzugt t-Butyl, Phenyl, p-Fluorphenyl, Trifluormethyl, 2,2,2-Trifluorethyl, Pentafluor- phenyl, 3,5-Bis (trifluormethyl) phenyl sowie ortho-, z. B. 3,4-, meta-, z. B. 2,4-, oder para-, z. B. 2,5-Difluorphenyl.

Als Einheiten A und B gemäß Formel (I) kommen C1-bis C4-Alkyle- neinheiten in substituierter oder unsubstituierter Form in Frage, also beispielsweise Methylen, Ethylen, Propylen oder Ethyliden, Propyliden sowie Benzyliden. Bevorzugt werden Methylen, Ethylen, Ethyliden oder Benzyliden, besonders bevorzugt Methylen einge- setzt.

A und B können ebenfalls ein ein-, zwei-, drei-oder vieratomiger Bestandteil eines aliphatischen oder aromatischen Ringsystems sein. Zum Beispiel können A und B eine Methylen-oder Ethylenein- heit eines Cyclopropyl-, Cyclopentyl-oder Cyclohexylrings dar- stellen. Als Ringsysteme kommen auch aliphatische und aromatische Heterocyclen in Betracht.

A und B können des weiteren Bestandteile eines Heterocyclus sein, der aus den Komponenten A-Z (R5)-B, A-Z-R5 bzw. B-Z-R5 gebildet wird. A-Z-R5 bzw. B-Z-R5 können z. B. einen substituierten oder un- substituierten Pyrrolidin-oder Piperidinring ausbilden.

Als chelatisierend wirkende Atome E1 und E2 kommen unabhängig von- einander die nichtmetallischen Elemente der Gruppe 15 des Perio- densystems der Elemente in Frage, wobei bevorzugt auf Stickstoff und Phosphor, insbesondere Phosphor zurückgegriffen wird. In ei- ner bevorzugten Ausführungsform stellen E1 und E2 in den Verbin- dungen gemäß Formel (I) Phosphor dar.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren stellen die Reste R1 bis R4 un- substituiertes oder substituiertes C1-bis C28-, vorzugsweise C3- bis C20-Alkyl, C3-bis C14-, vorzugsweise C3-bis Cg-Cycloalkyl, C6-C15-, vorzugsweise C6-Clo-Aryl oder Alkylaryl mit 1 bis 28, vor- zugsweise 3 bis 20 C-Atomen im Alkylteil und 6 bis 15, vorzugs- weise 6 bis 10 C-Atomen im Arylteil dar. Die genannten Reste R1 bis R4 können aber eine oder mehrere Hydroxy-, Amino-oder Säure- gruppe verfügen oder eine ionisch funktionelle Gruppe enthalten.

Ionisch funktionelle Gruppen sind Gruppen auf der Basis von nichtmetallischen Elementen der Gruppen 14 bis 16 des Periodensy- stems der Elemente, z. B. Sulfonat, Phosphat, Ammonium, Carboxy- lat. Vorzugsweise stehen R1 bis R4 für lineare, verzweigte oder Carbocyclen enthaltende C1-bis C28-Alkyleinheiten oder C3-bis C14-Cycloalkyleinheiten, oder C6-C15-Aryleinheiten oder Alkylaryl- gruppen mit 1 bis 28 C-Atomen im Alkylteil und 6 bis 15 C-Atomen im Arylteil.

Im Fall substituierter Reste R1 bis R4 können auch die Salze der Carbon-, Phosphor-, Amino-oder Sulfonsäuren eingesetzt werden.

Geeignete Salze sind zum Beispiel Ammonium-, Alkylammonium-, Ary- lammonium-, Alkali-oder Erdalkalisalze wie Natrium-, Kalium- oder Magnesiumcarboxylate oder-sulfonate.

Als Gegenionen für die genannten Ammoniumreste kommen insbeson- dere nicht-nucleophile Anionen, wie e sie auch für die Metallkom- plexe a) verwendet werden (siehe Anionen X), in Frage. Besonders geeignet sind zum Beispiel p-Toluolsulfonat, Tetrafluoroborat, Trifluoracetat, Trichloracetat, Hexafluorophoshat, Hexafluoroan- timonat oder Tetraarylborate.

Besonders geeignete Arylreste R1 bis R4 sind beispielsweise Ary- leinheiten mit oder ohne einem oder mehreren, z. B. 1 bis 3, Hete- roatomen im Ring. Diese können auch mit ein oder zwei Hydroxy-, Carbonsäure-, Sulfonsäure-oder Aminogruppen substituiert sind.

Unter den Aryl-bzw. Arylenresten R1 bis R4 wird der Phe-

nyl (en) rest bevorzugt. Des weiteren können die Reste R1 bis R4 auch mehr als zwei polare Gruppen aufweisen und zum Beispiel über vier oder sechs Hydroxy-, Ammonium-oder Carbonsäuregruppen ver- fügen. Als cycloaliphatische Reste R1 bis R4 sind die Cyclopentyl- und die Cyclohexylreste bevorzugt. Besonders geeignete Alkylreste R1 bis R4 sind auch beispielsweise Alkyleneinheiten ohne oder mit einer oder zwei endständigen Hydroxy-, Carbonsäure-, Sulfonsäure- oder-Ammoniumgruppen. Auch in diesen Fällen können die ResteR1 bis R4 mehr als zwei polare Gruppen aufweisen und zum Beispiel über vier oder sechs Hydroxy-, Ammonium-oder Carbonsäuregruppen verfügen. Demgemäß können die Reste R1 bis R4 jeweils auch aber unterschiedliche funktionelle Gruppen verfügen. Auch können die Reste R1 bis R4 funktionelle Gruppen in voneinander unterschied- licher Anzahl aufweisen. Als geeignete funktionelle Gruppen kom- men beispielsweise die Hydroxy-, Amin-, Carbonsäure-, Phosphor- säure-, Ammonium-und die Sulfonsäuregruppe in Frage.

Die Herstellung geeigneter propylenverbrückter Chelatligandver- bindungen (RI) (R2) E-G-E (R3) (R4), die Bestandteil des Metallkom- plexes gemäß Formel (I) sind, kann beispielsweise ausgehend von dem kommerziell erhältlichen 1,3-Dibrompropan vorgenommen werden.

Über eine doppelte Arbuzov-Reaktion, zum Beispiel mit Triethyl- phosphit, gelangt man zu 1,3-Bisphosphonsäurederivaten, die sich reduktiv, wie in"Methoden der organischen Chemie (Houben-Weyl)", 4. Aufl., Band XII/1, Teil 1, Georg Thieme Verlag, 1963, S. 62, beschrieben, in 1,3-Diphosphinopropan überführen lassen. 1,3-Di- phosphinopropan eröffnet über eine Hydrophosphinierungsreaktion mit funktionalisierten Olefinen einen flexiblen Zugang zu substi- tuierten Bisphosphinen. Die Hydrophosphinierung verläuft im all- gemeinen über einen radikalischen Mechanismus und kann thermisch, photochemisch oder mit Hilfe eines Radikalstarters initiiert wer- den. Für eine thermische Initiierung sind im allgemeinen Tempera- turen im Bereich von 20 bis 100°C und Drücke von 0,1 bis 5 bar er- forderlich. Als Radikalstarter sind zum Beispiel Di-t-butyl-per- oxid oder Azo-bis- [isobuttersäurenitril] geeignet. Zur photoche- mischen Initiierung reicht in der Regel bereits die W-Bestrah- lung mit einer Hg-Hochdrucklampe aber einen Zeitraum von 2 bis 48 Stunden für eine quantitative Hydrophosphinierung aus. Über radi- kalisch initiierte Verfahren werden bei der Hydrophosphinierung im allgemeinen Anti-Markovnikov-Produkte erhalten.

Für die Herstellung von Chelatliganden (Rl) (R2) El-G-E2 (R3) (R4) mit Resten R1 bis R4, die Carbonsäuregruppen tragen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zunächst von olefinisch ungesättigten Ver- bindungen auszugehen, die mit entsprechenden Carbonsäureester- gruppen derivatisiert sind, und diese in der Hydrophosphinie- rungsreaktion einzusetzen. AnschlieBend können die freien Carbon-

säuren mittels Verseifung nach bekannten Methoden gewonnen wer- den.

Daneben gelingt die Darstellung geeigneter Chelatligandverbindun- gen (Rl) (R2) El-G-E2 (R3) (R4) auch unter sauer katalysierten Bedin- gungen. Die nach diesem Verfahren erhaltenen Produkte fallen in- folge der Isomerisierung der olefinischen Doppelbindung unter den sauren Reaktionsbedingungen häufig als Gemisch an. Der Verfah- rensschritt der Hydrophosphinierung findet sich z. B. in"Methoden der organischen Chemie (Houben-Weyl)", 4. Aufl., Band XII/1, Teil 1, Georg Thieme Verlag, 1963, S. 25 bis 28, beschrieben.

Im allgemeinen sind für die genannte Hydrophosphinierungsreaktion alle Olefine geeignet. Auch Olefine, die über entsprechende funk- tionelle Gruppen, wie zum Beispiel Hydroxy-, Amino-, Carbon- saure-, Phosphorsaure-, Ammonium-und Sulfonsäuregruppen, verfü- gen, sind geeignet. In Frage kommen beispielsweise Propenylreste sowie C4-bis C28-Alkene mit mindestens einer internen oder end- ständigen Doppelbindung, die gegebenenfalls aber eine oder meh- rere Hydroxy-, Amino-, Carbonsäure-, Phosphorsäure-, Ammonium- oder Sulfonsäuregruppen verfügen. In Frage kommen ebenfalls ole- finische Verbindungen mit aromatischen Resten, wobei gegebenen- falls vorhandene funktionelle Gruppe sowohl am aliphatischen als auch am aromatischen Rest vorliegen können, also beispielsweise 4- (l-Penten)-benzoesäure oder 3-Phenyl-pent-5-en-carbonsäure.

Weiterhin sind olefinische Verbindungen mit aliphatischen Carbo- cyclen in der Alkylenkette als Substituent geeignet. Des weiteren können auch cyclische Olefine wie Cyclohexen-3-ol oder Cyclooc- ten-4-ol verwendet werden. Selbstverständlich kann auch auf Ole- fine mit mehreren funktionellen Gruppen ausgewählt aus Hydroxy-, Amino-, Carbonsäure-, Phosphorsäure-, Ammonium-und Sulfonsäure- gruppen zurückgegriffen werden. Bevorzugt setzt man bei der Hy- drophosphinierungsreaktion der u,-Bisphosphine geeignete Alkene mit a-olefinischer Doppelbindung ein. Als solche kommen zum Bei- spiel auch heteroatomhaltige a-Olefine, wie (Meth) acrylsäureester oder-amide sowie Homoallyl-oder Allylalkohole in Betracht.

Im Fall von aromatischen Resten R1 bis R4 können Chelatliganden (Rl) (R2) El-G-E2 (R3) (R4), die Sulfonsäuregruppen enthalten, durch Umsetzung nicht-sulfonsäurehaltiger Chelatliganden mit S03, Chlor- sulfonsäure, rauchender Schwefelsäure oder Oleum hergestellt wer- den, wie dies in Jiang et al., Macromolecules 27 (1994) 7215-7216 oder Verspui et al., Chem. Commun., 1998,401-402 bzw. in J.

March"Advanced Organic Chemistry", John Wiley & Sons (NY), 1985, 3rd Edition S. 473-475 beschrieben ist.

Weitere Synthesen für Chelatliganden (Rl) (R2) El-G-E2 (R3) (R4) mit aromatischen Resten R1 bis R4 sind beschrieben in : - "Phosphorus - An outline of its Chemistry, Biochemistry and Technical Chemistry"D. E. C. Corbridge, Elsevier (Amsterdam, Tokyo, New York) 1990,4th. Edition, Chapter 8, und darin zi- tierte Literatur - S. O. Grim, R. C. Barth, J. of Organomet. Chem. 94,1975, S. 327 -W098/22482 In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Chelatliganden (Rl) (R2) El-G-E2 (R3) (R4) verfügen die Reste RI bis R4 als Arylsub- stituenten über 6 bis 15, insbesondere 6 bis 10 C-Atome, wobei die genannten Reste auch substituiert sein können.

Geeignet als Chelatliganden (Rl) (R2) El-G-E2 (R3) (R4) sind beispiels- weise 1,3-Bis [diphenylphosphino] propan, <BR> <BR> <BR> 1,3-Bis [di- (o-methoxyphenyl) phosphino] propan,<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 1,3-Bis [di- (4-phenylbutyl) phosphino] propan,<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 1,3-Bis [di- (5-phenylpentyl) phosphino] propan,<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 1,3-Bis [di- (hydroxyphenyl) phosphino] propan, 1,3-Bis [di-(phenylsulfonsäure) phospino] propan, bevorzugt als meta-Isomer, sowie dessen Salze, 1,3-Bis [di-(carboxyphenyl) phospino]propan sowie dessen Salze, <BR> <BR> <BR> 1,3-Bis [di- (o-methoxyhydroxyphenyl) phosphino] propan,<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 1,3-Bis [di- (4- (phenylsulfonsäure) butyl) phosphino] propan, Na-Salz, 1,3-Bis [di- (5- (phenylsulfonsaure) pentyl) phosphino] propan, Na-Salz, Bis (diphenylphosphinomethyl) phenylamin, Bis (diphenylphosphinomethyl) tert.-butylamin, (2,4-difluorphenyl)amin,Bis(diphenylphosphinomethyl)- Bis (diphenylphosphinomethyl) - (2, 2,2-trifluorethyl) amin.

Besonders bevorzugt unter den genannten Chelatligandverbindungen sind jene, in denen die Reste R1 bis R4 einen ohne oder mit einer oder mehreren, z. B. 1 bis 3, Hyaroxy-, Sulfonsäure oder Carbon- säuregruppen substituierten Phenylrest darstellen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Chelatliganden (RI) (R2) El-G-E2 (R3) (R4) verfügen die Reste R1 bis R4 als Alkylsub- stituenten über 4 bis 22, insbesondere 5 bis 20 C-Atome. Die ge- nannten Reste können auch substituiert sein.

Geeignet als Chelatliganden (Rl) (R2) El-G-E2 (R3) (R4) sind beispiels- weise 1,3-Bis (dibutylphosphino) propan, 1,3-Bis (dihexylphosphino) propan, 1,3-Bis (diheptylphosphino) propan, Bis [(dibutylphosphino) methyl] phenylamin, Bis [(dihexylphosphino) methyl] phenylamin, Bis [(diheptylphosphino) methyl] phenylamin, 1,3-Bis (di-4-hydroxybutylphosphino) propan, 1,3-Bis (di-6-hydroxyhexylphosphino) propan, 1,3-Bis (di-7-hydroxyheptylphosphino) propan, 1,3-Bis (di-8-hydroxyoctylphosphino) propan, 1,3-Bis (di (3-hydroxycyclopentyl) propylphosphino) propan, <BR> <BR> <BR> 1,3-Bis [di-6-(sulfonsäure) hexylphosphino] propan,<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 1,3-Bis [di-8-(sulfonsäure) octylphosphino] propan, 1,3-bis [di (3-(sulfonsäure) cyclopentyl) propylphosphino] propan, 1,3-Bis (di-propylmalonsäurephosphino) propan, 1,3-Bis (di-6-hexansäurephosphino) propan, 1,3-Bis (di-7-heptansäurephosphino) propan, Bis [(di-4-hydroxybutyl) phosphinomethyl] phenylamin, Bis [(di-6-hydroxyhexyl) phosphinomethyl] phenylamin, Bis [(di-7-hydroxyheptyl) phosphinomethyl] phenylamin, Bis[(di-3-hydroxycyclopentyl)propyl]phenylamin, Bis[(di-6-(sulfonsäure)hexyl)phospinomethyl]phenylamin, Bis [(di-7-(sulfonsäure) heptyl) phosphinomethyl] phenylamin, Bis [(di (3-sulfonsäure) cyclopentylpropyl) phospinomethyl] phenyl- amin, Bis [(di-6-hexansäure) phospinomethyl] phenylamin, Bis [(di-7-heptansäure) phosphinomethyl] phenylamin und 1,3-Bis [di- (4-methylol-5-hydroxyisopentyl)] phosphinopropan.

Besonders bevorzugt unter den genannten Chelatligandverbindungen sind jene, in denen die Reste R1 bis R4 einen ohne oder mit einer Hydroxy-oder Carbonsäuregruppe substituierten Hexyl-, 4-Methyl- pentyl, Octyl-, Cyclopentyl-oder Cyclohexylrest darstellen.

Als Metalle M des erfindungsgemäßen Verfahrens eignen sich die Metalle der Gruppen 8,9,10,11 und 12 des Periodensystems der Elemente, also neben Eisen, Cobalt und Nickel vornehmlich die Platinmetalle wie Ruthenium, Rhodium, Osmium, Iridium und Platin sowie ganz besonders bevorzugt Palladium. Die Metalle können in den Komplexen gemäß Formel (I) formal ungeladen, formal einfach oder dreifach positiv geladen oder vorzugsweise formal zweifach positiv geladen vorliegen.

Geeignete formal geladene anionische Liganden L1, L2 sind Hydrid, Halogenide, Sulfate, Phosphate oder Nitrate. Des weiteren sind geeignet Carboxylate oder Salze organischer Sulfonsäuren wie Me- thylsulfonat, Trifluormethylsulfonat oder p-Toluolsulfonat. Unter den Salzen organischer Sulfonsäuren ist p-Toluolsulfonat bevor- zugt. Als formal geladene Liganden L1, L2 sind Carboxylate, bevor- zugt C1-bis C20-Carboxylate und insbesondere C1-bis C7-Carboxy- late, also z. B. Acetat, Trifluoracetat, Propionat, Oxalat, Citrat oder Benzoat bevorzugt. Besonders bevorzugt ist Acetat.

Geeignete formal geladene organische Liganden Ll, L2 sind auch C1- bis C2O-aliphatische Reste, ¬3-bis C30-cycloaliphatische Reste, ¬7-bis C20-Aralkylreste mit C6-bis C14-Arylresten und Cl-bis C6-Alkylresten sowie C6-bis C20-aromatische Reste, beispielsweise Methyl, Ethyl, Propyl, i-Propyl, t-Butyl, n-, i-Pentyl, Cyclohe- xyl, Benzyl, Phenyl und aliphatisch oder aromatisch substituierte Phenylreste.

Als formal ungeladene Liganden L1, L2 sind generell Lewisbasen geeignet, also Verbindungen mit mindestens einem freien Elektro- nenpaar. Besonders gut geeignet sind Lewisbasen deren freies Elektronenpaar oder deren freie Elektronenpaare sich an einem Stickstoff-oder Sauerstoffatom befinden, also beispielsweise Ni- trile, R-CN, Ketone, Ether, Alkohole oder Wasser. Vorzugsweise verwendet man C1-bis Clo-Nitrile wie Acetonitril, Propionitril, Benzonitril oder C2-bis Clo-Ketone wie Aceton, Acetylaceton oder aber C2-bis Clo-Ether, wie Dimethylether, Diethylether, Tetrahy- drofuran. Insbesondere verwendet man Acetonitril, Tetrahydrofuran oder Wasser.

Grundsätzlich können die Liganden L1 und L2 in jeder beliebigen Ligandkombination vorliegen, d. h. der Metallkomplex (I) kann zum Beispiel einen Nitrat-und einen Acetatrest, einen p-Toluolsulfo- nat-und einen Acetatrest oder einen Nitrat-und einen formal ge- ladenen organischen Liganden wie Methyl enthalten. Bevorzugt lie- gen in den Metallkomplexen L1 und L2 als identische Liganden vor.

Je nach formaler Ladung des das Metall M enthaltenden Komplex- fragments enthalten die Metallkomplexe Anionen X. Ist das M-ent- haltende Komplexfragment formal ungeladen, so enthält der erfin- dungsgemäße Komplex gemäß Formel (I) kein Anion X. Vorteilhafter- weise werden Anionen X eingesetzt, die möglichst wenig nucleophil sind, d. h. eine möglichst geringe Tendenz haben, mit dem Zentral- metall M eine starke Wechselwirkung, ob ionisch, koordinativ oder kovalent, einzugehen.

Geeignete Anionen X sind beispielsweise Perchlorat, Sulfat, Phos- phat, Nitrat und Carboxylate, wie beispielsweise Acetat, Trifluo- racetat, Trichloracetat, Propionat, Oxalat, Citrat, Benzoat, so- wie konjugierte Anionen von Organosulfonsäuren wie zum Beispiel Methylsulfonat, Trifluormethylsulfonat und para-Toluolsulfonat, weiterhin Tetrafluoroborat, Tetraphenylborat, Tetrakis (pentafluo- rophenyl) borat, Tetrakis [bis (3,5-trifluormethyl) phenyl] borat, He- xafluorophosphat, Hexafluoroarsenat oder Hexafluoroantimonat.

Vorzugsweise verwendet man Perchlorat, Trifluoracetat, Sulfonate wie Methylsulfonat, Trifluormethylsulfonat, p-Toluolsulfonat, Te- trafluoroborat oder Hexafluorophosphat und insbesondere Trifluor- methylsulfonat, Trifluoracetat, Perchlorat, p-Toluolsulfonat oder Tetrafluoroborat.

Als definierte Metallkomplexe a) sind zum Beispiel folgende Pal- ladium (II)-acetat-komplexe geeignet : [1,3-Bis (diphenylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-o-methoxyphenylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (dibutylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (dipentylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (dihexylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (dioctylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (dicyclohexylpropylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-hydroxyphenylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-4-hydroxybutylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-4-methylol-5-hydroxypentylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-5-hydroxypentylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-6-hydroxyhexylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di (3-hydroxycyclopentyl) propylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-8-hydroxyoctylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-3-hydroxycyclohexylpropylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-sulfonatophenylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-4-sulfonatobutylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-4-methylol-5-sulfonatopentylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-5-sulfonatopentylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-6-sulfonatohexylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di (3-sulfonatocyclopentyl) propylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-8-sulfonatooctylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-3-sulfonatocyclohexylpropylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-carboxyphenylphospino) propan]-, [1,3-Bis (di-4-carboxybutylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-4-methylol-5-carboxypentylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-5-carboxypentylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-6-carboxyhexylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di (3-carboxycyclopentyl) propylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-8-carboxyoctylphosphino) propan]-, [1,3-Bis (di-3-carboxycyclohexylpropylphosphino) propan]-,

[Bis (diphenylphosphinomethyl) phenylamin]-, [Bis (diphenylphosphinomethyl) tert.-butylamin]-, [Bis(diphenylphosphinomethyl)-(2, 4-difluorphenyl) amin]-, [Bis(diphenylphosphinomethyl)- (2,2,2-trifluorethyl) amin]-palla- dium (II) acetat.

Definierte Metallkomplexe gemäß Formel (I) können nach folgenden Verfahren hergestellt werden.

Die Herstellung erfolgt für die neutralen Chelatkomplexe (p = 0) durch Austausch von schwach koordinierenden Liganden, wie zum Beispiel 1,5-Cyclooctadien, Benzonitril oder Tetramethylethylen- diamin, die an die entsprechenden Übergangsmetallverbindungen, beispielsweise Übergangsmetall-Halogenide, Übergangsmetall- (Al- kyl) (Halogenide), Übergangsmetall-Diorganyle, gebunden sind, ge- gen die Chelatliganden (Rl) (R2) El-G-E2 (R3) (R4) in der vorhergehend beschriebenen Bedeutung.

Die Reaktion wird im allgemeinen in einem polaren Lösungsmittel, wie beispielsweise Acetonitril, Aceton, Ethanol, Diethylether, Dichlormethan oder Tetrahydrofuran oder deren Gemischen bei Tem- peraturen im Bereich von-78 bis +90°C durchgeführt.

Des weiteren können neutrale Metallkomplexe gemäß Formel (I), in denen L1 und L2 Carboxylat, z. B. Acetat, bedeuten, durch Umsetzung von Übergangsmetallsalzen wie beispielsweise Pd (OAc) 2 mit den be- schriebenen Chelatliganden (Rl) (R2) El-G-E2 (R3) (R4) in Acetonitril, Aceton, Ethanol, Diethylether, Dichlormethan, Tetrahydrofuran oder Wasser bei Raumtemperatur hergestellt werden. Auch Lösungs- mittelgemische können dabei verwendet werden.

Als weitere Synthesemethode kommt die Umsetzung der Metallkom- plexe der allgemeinen Formel (I) mit Organometallverbindungen der Gruppen 1,2,12 und 14 in Frage, beispielsweise C1-bis C6-Alkyle der Metalle Lithium, Aluminium, Magnesium, Zinn, Zink, wobei for- mal geladene anorganische Liganden Ll, L2 wie vorher definiert, gegen formal geladene aliphatische, cycloaliphatische oder aroma- tische Liganden Ll, wie ebenfalls vorher definiert, ausge- tauscht werden. Die Reaktion wird im allgemeinen in einem Lö- sungsmittel wie beispielsweise Diethylether oder Tetrahydrofuran bei Temperaturen im Bereich von-78 bis 65°C durchgeführt.

Monokationische Komplexe der allgemeinen Formel (I) (p=l) können zum Beispiel durch Umsetzung von (Chelatligand) Metall (Acetat) (Organo) oder (Chelatligand) Metall (Halogeno) (Organo)-Komplexen mit stöchiometrischen Mengen eines Metallsalzes M'X erhalten wer- den. Die Umsetzungen werden im allgemeinen in koordinierenden Lö-

sungsmitteln wie beispielsweise Acetonitril, Benzonitril, Tetra- hydrofuran oder Ether bei Temperaturen im Bereich von-78 bis 65°C durchgeführt.

Es ist vorteilhaft, wenn die Metallsalze M'X folgende Kriterien erfüllen. Das Metall M'soll vorzugsweise schwer lösliche Metall- halogenide bilden, wie zum Beispiel Silberchlorid. Das Salz-Anion soll vorzugsweise ein nicht-nucleophiles Anion X, wie vorher de- finiert, sein.

Gut geeignete Salze für die Bildung von kationischen Komplexen sind z. B. Silbertetrafluoroborat, Silberhexafluorophosphat, Sil- bertrifluormethansulfonat, Silberperchlorat, Silberparatoluolsul- fonat, Silbertrifluoracetat und Silberhexafluorantimonat, Natri- umtetraphenylborat, Natriumtetrakis (pentafluorophenyl) borat, Sil- bertrifluoracetat oder auch Natriumtetrakis (3,5- bis (trifluorme- thyl) phenyl) borat.

Die dikationischen Komplexe (p = 2) werden analog den monokatio- nischen Komplexen hergestellt, nur daß anstatt der (Chelatli- gand) Metall (Acetat) (Organo)- oder der (Chelatligand) Metall (Halo- geno) (Organo)-Komplexe die (Chelatligand) Metall (diacetat)-bzw.

(Chelatligand) Metall (di-Halogeno)-Komplexe als Vorstufe sowie zwei Äquivalente des Metallsalzes eingesetzt werden.

Als weiteres Verfahren zur Herstellung der dikationischen Kom- plexe gemäß Formel (I) kommt die Umsetzung von [Q4M] X2 mit den eingangs definierten Chelatliganden (Rl) (R2) El-G-E2 (R3) (R4) in Frage. Hierbei bedeutet Q gleiche oder unterschiedliche schwache Liganden wie beispielsweise Acetonitril, Benzonitril oder 1,5-Cy- clooctadien, M und X haben die vorher definierte Bedeutung.

Die trikationischen Komplexe (p=3) gema3 Formel (I) werden analog zu den genannten Verfahren hergestellt.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der Metallkomplexe der allgemeinen Formel (I) ist die Umsetzung der Dihalogenmetallvor- läuferkomplexe mit Silbersalzen enthaltend nicht-koordinierende Anionen.

Zur Katalysatoraktivierung kann auf geeignete Säuren b) zurückge- griffen werden. Als Aktivatorverbindungen kommen sowohl minerali- sche Protonensäuren als auch Lewis-Säuren in Frage. Geeignet als Protonensäuren sind zum Beispiel Schwefelsäure, Salpetersäure, Borsäure, Tetrafluorborsäure, Perchlorsäure, p-Toluolsulfonsäure, Trifluoressigsäure, Trifluormethansulfonsäure oder Methansulfon- saure. Bevorzugt wird auf p-Toluolsulfonsäure und Tetrafluorbor-

säure zurückgegriffen.

Als Lewis-Säuren kommen beispielsweise Borverbindungen wie Tri- phenylboran, Tris (pentafluorphenyl) boran, Tris (p-chlorphenyl) bo- ran oder Tris (3,5-bis- (trifluormethyl) phenyl) boran oder Alumi- nium-, Zink-, Antimon-oder Titanverbindungen mit lewissaurem Charakter in Frage. Es können auch Mischungen von Protonensäuren bzw. Lewis-Säuren sowie Protonen-und Lewis-Säuren im Gemisch eingesetzt werden.

Als Coaktivatoren geeignete Hydroxyverbindungen c) sind alle Stoffe, die eine oder mehrere Hydroxylgruppen besitzen. Bevorzugt sind niedere Alkohole mit 1 bis 6 C-Atomen wie Methanol, Ethanol, n-oder iso-Propanol, n-Butanol, sec.-Butanol oder tert.-Butanol.

Außerdem können aromatische Hydroxyverbindungen, wie z. B. Phenol, eingesetzt werden. Ebenfalls geeignet sind z. B. Zucker wie Fruc- tose, Glucose, Lactose. Weiterhin geeignet sind Polyalkohole wie Ethylenglykol, Glyzerin oder auch Polyvinylalkohol. Selbstver- ständlich können auch Mischungen mehrerer Coaktivatoren einge- setzt werden.

Die erfindungsgemäße Copolymerisation von Kohlenmonoxid und ole- finisch ungesättigten Verbindungen der Komponenten K1 und K2 in Gegenwart der Metallkomplexe a) oder deren Einzelkomponenten und ggf. Säure b) und ggf. Hydroxyverbindung c) zeichnet sich dadurch aus, daß zu einer laufenden Copolymerisation von Kohlenmonoxid und Komponente K1 pulsweise Komponente K2 zudosiert wird.

Die laufende Copolymerisation von Kohlenmonoxid und Komponente K1 kann in Lösung oder Suspension in organischem oder wäßrigem Me- dium, prinzipiell aber auch in der Gasphase, ablaufen. Geeignete Lösungs-bzw. Suspensionsmittel sind beispielsweise aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Hexan, Heptan, Ligroin, Cyclohexan, Benzol, Toluol, Xylol, Alkohole wie Metha- nol, Ethanol, n-Propanol, i-Propanol, n-Butanol, i-Butanol, Ether wie Diethylether, p-Dioxan, halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Dichlormethan, Chlorbenzol, o-Dichlorbenzol, aber auch Sulfolan, Dimethylsulfoxid, Pyridin, Dimethylformamid, N-Methylpyrrolidon, Cyclohexanon, Aceton, Wasser, Phenol, Kresol, Acetonitril oder Gemische dieser Verbindungen.

Bevorzugte Lösungs-bzw. Suspensionsmittel sind Dichlormethan, Wasser, Methanol oder Toluol.

Die Copolymerisation von Kohlenmonoxid und Komponente Kl kann so- wohl diskontinuierlich, z. B. in Rührautoklaven, als auch kontinu- ierlich, z. B. in Rohrreaktoren, Schlaufenreaktoren oder Rührkes- selkaskaden durchgeführt werden. Bei diskontinuierlicher Verfah- rensführung werden Kohlenmonoxid, Komponente K1, Metallkomplex a)

oder dessen Bestandteile, ggf. Saure b), ggf. Hydroxyverbindung c) und ggf. Lösungsmittel vorgelegt, bei der kontinuierlichen Verfahrensführung werden einzelne, mehrere oder alle der genann- ten Reaktionspartner oder-medien kontinuierlich dem Reaktionssy- stem zugeführt.

Die Zugabe der Aktivatorspezies b) kann entfallen, wenn der Che- latligand über Reste R1 bis R4 verfügt, die mindestens eine freie Sulfon-oder Carbonsäuregruppe aufweisen. Auf die Anwesenheit des Coaktivators c) kann ebenfalls verzichtet werden, insbesondere dann, wenn ein hydroxygruppenenthaltendes Lösungsmittel verwendet wird.

Das Polymerisationsgemisch wird zur Erlangung reproduzierbar gu- ter Produktivitäten vorzugsweise kräftig durchgemischt. Hierfür kann auf geeignete Rührwerkzeuge wie Anker-oder Wendelrührer zu- rückgegriffen werden. Geeignete Rührgeschwindigkeiten liegen im Bereich von 100 bis 1100 Upm, vorzugsweise oberhalb 150 Upm.

Die katalytisch wirksame Spezies a) kann prinzipiell nach zwei Vorgehensweisen gebildet und eingesetzt werden. Nach der einen Variante kommen die vorgenannten definierten Metallkomplexe a) direkt zum Einsatz, d. h. diese Komplexe werden separat herge- stellt und als solche zum Reaktionsgemisch gegeben bzw. im Reak- tionsbehältnis vorgelegt. In einer zweiten Variante werden die die katalytisch aktive Spezies bildenden Bestandteile einzeln zum Reaktionsgemisch gegeben. Bei dieser in-situ Generierung des Ka- talysators wird im allgemeinen das Metall M in Salzform oder als Komplexsalz dem Reaktionsgefäß zugeführt. Des weiteren werden die <BR> <BR> <BR> Chelatligandverbindung (RI) (R2) El-G-E2 (R3) (R4) und die Liganden Li und L2 zugesetzt.

In der Regel gehen mit der Verwendung definierter Metallkomplexe a) höhere Produktivitäten als mit dem in-situ-Verfahren einher.

Das molare Verhältnis von Kohlenmonoxid zu olefinisch ungesättig- ten Verbindungen der Komponente K1 bewegt sich in der Regel im Bereich von 5 : 1 bis 1 : 500, üblicherweise werden Werte im Bereich von 2 : 1 bis 1 : 100 benutzt.

Die üblicherweise eingesetzte Menge an Metallkomplex a) oder des- sen Einzelbestandteilen liegt im Bereich von 10-7 bis 10-3 mol, bezogen auf die Menge an Metall M, pro mol ungesättigter Verbin- dungen der Komponente K1, bevorzugt ist eine Menge von 10-6 bis 10-4 mol M pro mol ungesättigter Verbindungen der Komponente K1.

Das molare Verhältnis von Aktivator b) zu Metallkomplex a), bezo- gen auf die Menge an Metall M, liegt im allgemeinen im Bereich 60 : 1 bis 1 : 1, bevorzugt von 25 : 1 bis 2 : 1 und besonders bevorzugt von 12 : 1 bis 3 : 1 für die Fälle, in denen die funktionellen Grup- pen der Reste R1 bis R4 keine Sulfon-oder Carbonsäurefunktionali- täten sind. Selbstverständlich kann auch bei Metallkomplexen mit Chelatliganden, die die vorgenannten funktionellen Säuregruppen tragen, Aktivatorverbindung b) zum Polymerisationsgemisch gegeben werden.

Das molare Verhältnis von Hydroxyverbindung c) zu Metallkomplex a), bezogen auf die Menge an Metall M, liegt im allgemeinen im Bereich 100000 bis 0, bevorzugt 50000 bis 500 und besonders be- vorzugt 10000 bis 1000.

Die Copolymerisationstemperatur wird im allgemeinen in einem Be- reich von 0 bis 200°C eingestellt, wobei bevorzugt bei Temperatu- ren im Bereich von 20 bis 130°C copolymerisiert wird. Der Druck liegt im allgemeinen im Bereich von 2 bis 300 bar und insbeson- dere im Bereich von 20 bis 220 bar.

In den erfindungsgemäßen Verfahren werden mittlere Katalysatorak- tivitäten erhalten, die im allgemeinen größer 0,2 kg Polymer pro g (Metall) pro h sind.

Die Isolierung und Reinigung der aus Kohlenmonoxid und den Kompo- nenten K1 und K2 gebildeten Polyketone erfolgt nach den üblichen Methoden, beispielsweise Fällung und Filtration oder Abziehen von Lösungsmittel, Waschen und Trocknung.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Kohlenmonoxid- copolymeren ist grundsätzlich für Komponenten K2 geeignet, die eine größere, gleich große oder kleinere Reaktivität besitzen als Komponente K1. Bevorzugt ist aber die Reaktivität von K2 größer als die von K1. Der Aufbau der erfindungsgemäßen Polyketone er- folgt dann nach folgendem Prinzip.

Durch die laufende Polymerisation von Kohlenmonoxid und Kompo- nente K1 wird in der Polymerkette ein Segment gebildet, das al- ternierend aus K1 und CO aufgebaut ist, also ausschließlich aus Kl/CO-Einheiten besteht. Wird nach einer bestimmten Zeit ein Puls Komponente K2 zugegeben, die in einer bevorzugten Ausührungsform schneller reagiert als K1, so werden in die wachsende Polymer- kette bevorzugt CO und K2 eingebaut. Im Makromolekül wird also ein Segment gebildet, in dem statistisch verteilt K2/CO-Einheiten und Kl/CO-Einheiten enthalten sind, wobei die erstgenannten in größerer Anzahl vertreten sind. Mit zunehmendem Verbrauch von K2

steigt der Anteil von Kl/CO-Einheiten in dem genannten Segment an. Die Restkonzentration von K2 ist schließlich so niedrig, daß im weiter wachsenden Polymermolekül wieder ein Segment gebildet wird, welches praktisch auschließlich aus Kl/CO-Einheiten be- steht. Das genannte Vorgehen kann prinzipiell beliebig oft wie- derholt werden.

Liegen die Reaktivitäten von K1 und K2 sehr weit auseinander, z. B. Faktor 1000 oder mehr, so bestehen die einzelnen Segmente jeweils auschließlich aus K1/CO-bzw. K2/CO-Einheiten. Man erhält also ein Blockcopolymer. Sind die Reaktivitäten von K1 und K2 identisch, erfolgt nach einem Puls ein statistischer Einbau von K1 und K2 in das neu begonnene Segment, wobei der Anteil von K2/CO-Einheiten nur noch vom Konzentrationsverhältnis von K1 und K2 abhängig ist. Dieser Anteil nimmt mit wachsender Lange des Segments ab und erreicht schließlich nach nahezu vollständigem Verbrauch von K2 einen Wert nahe Null. Im Makromolekül wird nun wieder ein neues Segment bestehend praktisch ausschließlich aus Kl/CO-Einheiten, aufgebaut.

Die erfindungsgemäßen Kohlenmonoxid-Copolymere zeichnen sich also dadurch aus, daß die Makromoleküle aus voneinander verschiedenen Kettensegmenten aufgebaut sind, wobei innerhalb jedes einzelnen Kettensegments eine statistische Verteilung von aus Kohlenmonoxid und K1 und aus Kohlenmonoxid und K2 aufgebauten Einheiten vor- liegt und wobei für je zwei aufeinanderfolgende Kettensegmente gilt : V&num I, wobei V definiert ist als : [ (Anzahl aus Kohlenmonoxid und K1 aufgebauter Einheiten in einem gegebenen Kettensegment)/ (Anzahl aus Kohlenmonoxid und K2 auf- gebauter Einheiten in einem gegebenen Kettensegment)]/ [ (Anzahl aus Kohlenmonoxid und K1 aufgebauter Einheiten im an- schließenden Kettensegment)/ (Anzahl aus Kohlenmonoxid und K2 aufgebauter Einheiten im anschließenden Kettensegment)] Bevorzugt ist V < 0,9 oder V > 1,1.

Generell ergeben sich so nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Polymere, welche in ihren Eigenschaften durch die Kombination der Eigenschaften der einzelnen Segmente ausgezeichnet sind. So kön- nen steife, amorphe oder teilkristalline Segmente mit elastischen Segmenten kombiniert sein.

Durch den speziellen Aufbau der Makromoleküle der erfindungsgemä- ßen Polyketone ergibt sich im Copolymer z. B. eine flexible Ma- trix, gebildet aus Kl/CO-reichen Segmenten, welche durch K2/CO- reiche Segmente, die z. B. stabile Kristallite bilden, versteift

wird. Diese Polymerstruktur begründet die hervorragenden mechani- schen Eigenschaften, insbesondere die ausgezeichnete Elastizität.

Typischerweise bestehen die erfindungsgemäßen Kohlenmonoxid-Copo- lymere zu 1 bis 99, bevorzugt 20 bis 80, Massen-% aus Einheiten, die aus Kohlenmonoxid und K1 aufgebaut wurden, und 99 bis 1, be- vorzugt 80 bis 20, Massen-% aus Einheiten, die aus Kohlenmonoxid und K2 aufgebaut wurden.

Die erhältlichen Molgewichte liegen im Bereich von Mw = 30000 bis 1200000, bevorzugt 80000 bis 500000, besonders bevorzugt 100000 bis 400000.

Die Polydispersitäten der erfindungsgemäßen Kohlenmonoxid-Copoly- mere liegen üblicherweise im Bereich von 1,5 bis 5.

Die erfindungsgemäßen Polyketone können unmodifiziert oder mit zusätzlichen Additiven auf die für Thermoplaste gängige Weise durch Extrusion, Spritzguß, Blasformen oder auch andere Gieß- oder Preßformgebungsverfahren zur Herstellung von Fasern, Folien oder Formkörpern verwendet werden.

Als Additive können beispielsweise die im folgenden genannten Stoffe eingesetzt werden.

Bevorzugte faserförmige Füll-oder Verstärkungsstoffe sind Koh- lenstoffasern, Kaliumtitanatwhisker, Aramidfasern und besonders bevorzugt Glasfasern. Diese können zur besseren Verträglichkeit mit dem Matrixmaterial mit einer Schlichte und einem Haftvermitt- ler ausgerüstet sein. Im allgemeinen haben die verwendeten Koh- lenstoff-und Glasfasern einen Durchmesser im Bereich von 6 bis 20 Rm.

Die Einarbeitung der Glasfasern kann sowohl in Form von Kurzglas- fasern als auch in Form von Endlossträngen (Rovings) erfolgen. Im fertigen Spritzgußteil liegt die mittlere Länge der Glasfasern vorzugsweise im Bereich von 0,08 bis 0,5 mm.

Kohlenstoff-oder Glasfasern können auch in Form von Geweben, Matten oder Glasseidenrovings eingesetzt werden.

Als teilchenförmige Füllstoffe eignen sich vor allem amorphe Kie- selsäure, Magnesiumcarbonat (Kreide), gepulverter Quarz, Glimmer, Talkum, Feldspat, Glaskugeln und insbesondere Calciumsilikate wie Wollastonit und Aluminiumsilikate wie Kaolin (insbesondere kalzi-

nierter Kaolin). Auch diese sind meist mit einer Schlichte ausge- rüstet.

Gängige Pigmente zur Einfärbung von Thermoplasten sind allgemein bekannt, siehe z. B. R. Gächter und H. Müller, Taschenbuch der Kunststoffadditive, Carl Hanser Verlag, 1983, S. 494 bis 510. Als erste bevorzugte Gruppe von Pigmenten sind Weißpigmente zu nennen wie Zinkoxid, Zinksulfid, Bleiweiß (2 PbC03-Pb (OH) 2), Lithopone, Antimonweiß und Titandioxid. Von den beiden gebräuchlichsten Kristallmodifikationen (Rutil-und Anatas-Typ) des Titandioxids wird insbesondere die Rutilform zur Weißfärbung der erfindungs- gemäßen Formmassen verwendet.

Schwarze Farbpigmente, die eingesetzt werden können, sind Eiseno- xidschwarz (Fe304), Spinellschwarz (Cu (Cr, Fe) 204), Manganschwarz (Mischung aus Mangandioxid, Siliciumdioxid und Eisenoxid), Kobaltschwarz und Antimonschwarz sowie besonders bevorzugt Ruß, der meist in Form von Furnace-oder Gasruß eingesetzt wird (siehe hierzu G. Benzing, Pigmente für Anstrichmittel, Expert-Verlag (1988), S. 78ff).

Selbstverständlich können zur Einstellung bestimmter Farbtöne anorganische Buntpigmente wie Chromoxidgrün oder organische Buntpigmente wie Azopigmente und Phthalocyanine eingesetzt wer- den. Derartige Pigmente sind allgemein im Handel üblich.

Oxidationsverzögerer und Wärmestabilisatoren, die den Polyketonen gemäß der Erfindung zugesetzt werden können, sind z. B. Halogenide von Metallen der Gruppe 1 des Periodensystems, z. B. Natrium-, Ka- lium-, Lithium-Halogenide, ggf. in Verbindung mit Kupfer- (I)-Ha- logeniden, z. B. Chloriden, Bromiden oder Iodiden. Die Halogenide, insbesondere des Kupfers, können auch noch elektronenreiche n-Li- ganden enthalten. Als Beispiel für derartige Kupferkomplexe seien Cu-Halogenid-Komplexe mit z. B. Triphenylphosphin genannt. Weiter- hin können Zinkfluorid und Zinkchlorid verwendet werden. Ferner sind sterisch gehinderte Phenole, Hydrochinone, substituierte Vertreter dieser Gruppe, sekundäre aromatische Amine, gegebenen- falls in Verbindung mit phosphorhaltigen Säuren bzw. deren Salze und Estern und Mischungen dieser Verbindungen einsetzbar.

Weiterhin eignet sich bei CO-Olefin-Copolymeren auch der Zusatz von anorganischen Phosphaten, Sulfaten, Boraten, Hydroxiden oder Oxiden. Bevorzugt sind hier Phosphate der Erdalkalimetalle wie Ca3 (P04) 2 oder Hydroxyapatit.

Als Flammschutzmittel können insbesondere phosphorhaltige Verbindungen eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Phosphor- säureester, Phosphinsäureester, Phosphinoxide, Phosphor oder organische Phosphate. Die phosphorhaltigen Verbindungen können auch in Mischung mit einem Triazinderivat oder Polytetrafluor- ethylen eingesetzt werden. Bevorzugt werden Triarylphosphinoxide oder Triarylphosphate verwendet.

Beispiele für UV-Stabilisatoren sind verschiedene substituierte Resorcine, Salicylate, Benzotriazole und Benzophenone.

Gleit-und Entformungsmittel sind Stearinsäure, Stearylalkohol, Stearinsäurealkylester und-amide sowie Ester des Pentaerythrits mit langkettigen Fettsäuren. Es können auch Salze des Calciums, Zinks oder Aluminiums der Stearinsäure sowie Dialkylketone, z. B.

Distearylketon, eingesetzt werden. Geeignet sind auch Copolymere von Olefinen und Acrylsäuren oder Acrylsäureestern als Verarbei- tungshilfsmittel.

Die erfindungsgemäßen Fasern, Folien oder Formkörper eignen sich beispielsweise für den Einsatz im Automobil-, Elektro-und Elek- tronikbereich.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist im Hinblick auf erreichbare Katalysatoraktivitäten, Molekulargewichte, deren Verteilung sowie bezüglich der erreichbaren Einbauraten von Olefinen mit unter- schiedlichsten Reaktivitäten besonders effektiv. Die erfindungs- gemäßen Kohlenmonoxidcopolymere besitzen hervorragende thermische und mechanische Eigenschaften, insbesondere eine hervorragende Elastizität.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch von diesen beschränkt zu werden.

Beispiele 1 bis 3 : In einen 250 ml-Rührautoklaven gab. man 100 ml mittels LiAlH4 abso- lutierten CH2C12, 30 mg [Pd (dppp) (NCCH3) 2] (BF4) 2 (dppp = 1,3-Bis (diphenylphosphino) propan) und 0,25 ml Methanol. Anschlie- ßend wurden 100 g Propen einkondensiert, der Autoklav geschlos- sen, die Rührgeschwindigkeit auf 1000 U/min eingestellt und bei Raumtemperatur Kohlenmonoxid bis zu einem Gesamtdruck von 60 bar aufgepreßt. Der Gesamtdruck von 60 bar wurde während der gesamten anschließenden Polymerisation durch kontinuierliches Nachpressen von CO konstant gehalten. Die Polymerisation erfolgte bei Raum- temperatur. Nach jeweils 90 (Beispiel 1), 60 (Beispiel 2) bzw. 30 Minuten (Beispiel 3) wurde jeweils für 0,1 Sekunden ein Ethen-

Puls in den Autoklaven geleitet. Das Ethen stand dabei unter ei- nem Vordruck von 75 bar. Die während eines Pulses eingetragene Menge Ethen betrug 0,4 g. Die Gesamtreaktionsdauer betrug 10 Stunden. Durch Entspannen des Reaktionsgefäßes wurde die Reaktion abgebrochen. Die Reaktionslösung wurde mit CH2C12 verdünnt, und über Kieselgel filtriert. Nach Abdampfen des Lösungsmittels wur- den die Kohlenmonoxidcopolymeren in Form klarer elastischer Fo- lien erhalten. Diese sowie die in den folgenden (Vergleichs-) bei- spielen erhaltenen Polyketone wurden mit den im folgenden be- schriebenen Methoden untersucht.

Kernresonanzspektren wurden in CDC13-Lösung auf einem 500 MHz NMR AMX 500 der Firma Bruker, Infrarot Spektren als Folien oder KBr- Preßlinge mit einem Bruker FT-IR IFS 113v Spektrometer aufgenom- men. Elementaranalysen wurden auf Heraeus CHN-rapid bestimmt.

Zug/Dehnungsmessungen wurden mit einer Zwick 1445 bei 10 mm/min durchgeführt. Die Proben für die Zug/Dehnungsmessungen wurden durch Lösen in CH2C12 und folgendes Abdampfen als Folien herge- stellt. Die Proben für die Kraftmikroskopie wurden aus 0,1 g/l CH2Cl2-Lösung durch Spincasting auf Glimmer aufgebracht und 20 min bei 80°C getempert. Das verwendete Instrument war ein Nano- scope III von Digital Instruments, Santa Barbara, CA. Die Abbil- dungen erfolgten im Tapping Mode bei einer Resonanzfrequenz von ca. 360 kHz. Gelpermeations-Chromatographie wurde auf einer Wa- ters GPCe mit CHC13, Styragelsäulent und einem Brechungsindex-De- tektor gegen Polystyrolstandard gemessen.

Vergleichsbeispiel 4 : Der Versuch wurde wie bei Beispielen 1 bis 3 beschrieben durchge- führt, mit dem Unterschied, da3 kein Ethen zudosiert wurde. Als Produkt wurde ein Kohlenmonoxid-Propen-Copolymer erhalten.

Vergleichsbeispiel 5 : Der Versuch wurde wie bei Beispiel 4 beschrieben durchgeführt, mit dem Unterschied, daß anstelle von 100 g Propen ein Gemisch aus 97,9 g Propen und 2,1 g Ethen vorgelegt wurde.

Die folgende Tabelle 1 stellt charakteristische Daten der in Bei- spielen 1 bis 3 (Polymere 1 bis 3) und Vergleichsbeispielen 4 bis 5 erhaltenen Polymere (Polymere V4 und V5) gegenüber.

Tabelle 1 :

Glastem-Mwc)Mw/Mnd)Ausbeute/gLöslich-PolymerEthen- antella) peraturb) keit e) 1 ca. 20 18, 5 150000 2, 2 10 gut 2 ca. 30 13, 6 180000 2, 2 12 gut 3 ca. 50 9,7 450000 n. b. f) 16 gut V4 0 21, 6 230000 1, 8 8 gut 506,81200003,04gutV5ca. a) Gew.-% Ethen bezogen auf den Gesamtolefingehalt des Polymers (bestimmt durch Elementaranalyse und 1H-NMR, Meßungenauigkeit ca. +/-5 Gew.-%) b) °C (bestimmt mittels Differential Scanning Calorimetry (DSC)) c) g/mol (bestimmt mittels Gelpermeations-Chromatographie) d) bestimmt mittels Gelpermeations-Chromatographie e) in CH2Cl2 f) nicht bestimmt




 
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