Piloting of anionic polymerization of styrene in tetrahydrofurant

Authors


  • Presented at the AIChE Annual Meeting, Los Angeles, CA, November 16-21, 1997

Abstract

Anionic polymerization of styrene in THF with n-butyllithium/alpha-methylstyrene initiator is described as a first step in preparation of a styrenic block copoly-mer. In order to suppress rapid decay of living alpha-methylstyrene unimers, which occurred at room temperature, the initiation reaction was carried out at −20(+5)°C. The kinetic parameters of this decay reaction were determined and used for process optimization. By combining experiments with modelling of styrene propagation reaction all key process parameters were defined for l-L, 38-L, and 189-L reactors. A good match was demonstrated between the model and experimental propagation exotherm for semibatch reaction conditions. Overall, it was demonstrated that technical grade THF and styrene could be used at pilot plant scale to prepare well-defined polymers up to Mn 22 000 via the “living” polymerization mechanism. The resulting polymers had narrow molecular weight distributions (1.06 < Mw/Mn < 1.30).

Abstract

La polymérisation anionique du styrène dans du THF avec l'initiateur n-butyllithium/alpha-méthyl-styrène est décrite comme une première étape dans la préparation d'un copolymère styrénique bloc. Afin d'enrayer la dégradation rapide des unimères d'alpha-méthylstyrène vivants, qui survient à la température ambiante, la réaction d'initiation a été réalisée à −20(+5)°C. Les paramètres cinétiques de cette réaction de dégradation ont été déterminés puis utilisés à des fins d'optimisation du procédé. En combinant des expériences avec la modélisation de la réaction de propagation du styrène, tous les paramètres ont été définis pour des réacteurs de 1 L, de 38 L et de 189 L. On a trouvé un bon accord entre le modèle et l'exotherme de propagation experimental pour des conditions de réaction semi-continues. De façon générale, il a été démontré que le THF et un styrène de grade technique pourraient çtre utilisés à l'échelle d'usine pilote pour préparer des polymères bien définis jusqu'à un Mn de 22 000 par l'intermédiaire du mécanisme de polymérisation “vivante”. Les polymères obtenus ont des distributions de poids moléulaire étroites (1.06 < Mw/Mn < 1.30).

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