BR112012027871B1

BR112012027871B1 - processo de fabricação de poliamida

Info

Publication number: BR112012027871B1
Application number: BR112012027871A
Authority: BR
Inventors: Di Martino Audrey; Thierry Jean-François; Charbonneaux Thierry
Original assignee: Performance Polyamides Sas; Rhodia Operations
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2011-04-21
Publication date: 2020-06-09
Also published as: EP2563841B1; IL222726B; PL2563841T3; IL222726A0; AR080978A1; FR2959511B1; RU2012151277A; CA2796407C; KR101584494B1; JP5819404B2; BR112012027871B8; WO2011134883A2; EP2563841A2; WO2011134883A3; US20130184413A1; JP2013525555A; FR2959511A1; ES2629161T3; CN102884106A; CA2796407A1

Abstract

processo de fabricação de poliamida a presente invenção diz respeito a um processo de fabricação de poliamida. a invenção diz respeito mais particularmente a um processo de fabricação de poliamida a partir de pelo menos um diácido e pelo menos uma diamina, compreendendo a introdução de lactama e/ou aminoácido no final ou depois de uma etapa de concentração de uma solução aquosa de sal de diácido e diamina.

Description

“PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE POLIAMIDA”

Campo da Invenção

[001] A presente invenção diz respeito a um processo de fabricação de poliamida.

[002] A invenção diz respeito mais particularmente a um processo de fabricação de poliamida a partir de pelo menos um diácido e pelo menos uma diamina, compreendendo a introdução de lactama no final ou depois de uma etapa de concentração de uma solução aquosa de sal de diácido e diamina.

Antecedentes da Invenção

[003] As poliamidas são polímeros revestidos de um importante interesse industrial e comercial. As poliamidas termoplásticas são obtidas por condensação de dois tipos diferentes de monômeros ou de um só tipo de monômeros. É concebível ter vários monômeros diferentes em um mesmo tipo.

[004] Invenção aplica-se a poliamidas resultantes de dois tipos diferentes de monômeros, como por exemplo a poli(hexametileno adipamida).

[005] Habitualmente, as poliamidas são preparadas a partir de pelo menos um monômero diácido e pelo menos um monômero de diamina, em solução geralmente na água.

[006] O diácido é um ácido dicarboxílico. O monômero diácido mais comum é o ácido adípico.

[007] Quanto ao monômero diamina, trata-se geralmente de hexametileno diamina.

[008] Para além de ácido adípico (AA) e do hexametileno diamina (HMDA), as poliamidas podem resultar de outros monômero diamina ou diácido ou mesmo de monômeros aminoácidos ou de lactamas (até 25% de moles). Esses outros monômeros podem modificar por exemplo o

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2/16 comportamento na cristalização do polímero final.

[009] O processo industrial mais comum de fabricação de poliamida a partir de dois monômeros diferentes, um diácido e uma diamina, consiste em formar um sal entre o diácido e a diamina: por exemplo o adipato de hexametileno diamônio, mais conhecido pelo nome de sal N ou sal nylon. Esse sal é geralmente aplicado em solução aquosa. A solução de sal contém geralmente quantidades estequiométricas de diácidos e diaminas. A solução de esse sal N, que contém pelo menos 40% de peso de sal N, é geralmente concentrado por evaporação de água. A poliamida é obtida por aquecimento, a temperatura e pressão elevadas, dessa solução de sal N concentrado, para evaporar a água e ativar a reação de polimerização, ao mesmo tempo que mantém o meio em estado líquido.

[010] Após concentração, a solução de sal N contém geralmente entre 55 a 90% de peso de sal.

[011] Quando da fase de polimerização por aquecimento a temperatura e pressão elevadas da solução, a água ainda presente em essa solução, bem como a água gerada pela reação de polimerização, são eliminadas.

[012] Logo que se fabrica uma poliamida a partir de dois monômeros diferentes, um diácido e uma diamina, e que se deseja igualmente introduzir comonômeros lactamas, em particular em quantidade importante, é conhecida a sua adição em mistura com o sal de diácido e diamina de partida, antes do início do processo de fabricação de poliamida. De facto, conhece-se a mistura de esses comonômeros lactamas com a solução de sal N, por exemplo, antes da etapa de concentração dessa solução.

[013] Todavia, a lactama, adicionada assim em mistura com o sal de diácido e a diamina de partida, pode ser arrastada com a água evaporada aquando da etapa de concentração da solução de monômeros, por

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3/16 via da sua volatilidade. Esse arrastamento gera perdas de lactama.

[014] Para compensar essas perdas, é necessário introduzir o comonômero lactama em excesso em relação à quantidade de unidades monômeros resultantes do comonômero lactama pretendido na poliamida final; visto que uma parte desses comonômeros introduzidos no início será perdida durante a etapa de concentração da solução de monômeros.

[015] Essas perdas de lactama são tão mais elevadas em valor absoluto quanto mais elevada a quantidade pretendida de unidades de monômeros resultante do comonômero lactama na poliamida final.

[016] Em consequência, o excesso de comonômeros a aplicar antes do início do processo, para compensar essas perdas elevadas, será também mais elevado em valor absoluto.

[017] Isto faz com que o processo seja complexo e pouco econômico do ponto de vista das matérias-primas. Além disso, os efluentes compreendendo lactama são gerados aquando da etapa de concentração da solução de monômeros, e o gerenciamento desses efluentes é incômodo.

[018] Procuram-se então soluções para esse problema de perdas de lactama, que se coloca particularmente para a obtenção de poliamidas a partir de diácidos e de diaminas, nos quais se pretende introduzir as quantidades elevadas de comonômeros lactamas.

Descrição Resumida da Invenção

[019] Para resolver esse problema, a invenção propõe um processo de fabricação de poliamida a partir de pelo menos um diácido, de pelo menos uma diamina e pelo menos uma lactama, compreendendo as seguintes etapas:

a) concentração por evaporação de água de uma solução aquosa de sal de diácido e diamina obtida por mistura de pelo menos um diácido e pelo menos uma diamina

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b) polimerização sob pressão da solução aquosa concentrada

c) redução da pressão do meio de polimerização para eliminar a água residual por evaporação

d) eventualmente manutenção da temperatura do polímero, sob pressão atmosférica ou reduzida, para obter o nível de polimerização pretendido

e) eventualmente formação do polímero obtido, caracterizado pelo fato de a lactama ser introduzida na solução ou no meio de polimerização, no fim da etapa a) ou após a etapa a);

e por a proporção de unidades monômeros resultantes da lactama no polímero final, em peso em relação ao peso de polímero final, ficar entre 2,5 a 25%, de forma vantajosa entre 3 a 20%, de preferência entre 5 a 20%, ainda mais preferencialmente entre 10 a 15%.

[020] Esse procedimento, segundo o qual a lactama é introduzida no final ou após a etapa a) de concentração da solução de monômeros, permite limitar ou mesmo suprimir o problema de perdas de lactama aquando dessa etapa, que existe nos processos anteriores. Isso faz com que o processo seja mais simples e mais econômico como acima indicado.

Descrição Detalhada da Invenção

[021] Por peso de polímero final entende-se o peso total de unidades monômeros que constituem a cadeia polimérica. As unidades monômeros que constituem a cadeia polimérica podem ser, por exemplo, as unidades diácidos carboxílicos, as unidades diaminas, as unidades diaminas, as unidades aminoácidos.

[022] Por no final da etapa a), entende-se logo que se evapore mais de 50% de peso, de preferência pelo menos 80% de peso, da água que se pretende evaporar aquando da etapa a).

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[023] No sentido da presente invenção, para obter uma poliamida a partir de pelo menos um diácido, de pelo menos uma diamina e de pelo menos uma lactama em que a fração de unidades monômeros resultante da lactama no polímero final, de peso em relação ao peso de polímero final (Y lactama), fica compreendida entre 0,025 e 0,25 (dito de outra forma, uma proporção entre 2,5 e 25%), a quantidade mássica de lactama a introduzir (Q introd lactama) é calculada da seguinte forma geral:

Q introd lactama = Q th lactama + Q perdas lactama com Q th lactama = m PA X Ylactama m pa = Massa de poliamida a produzir

Y lactama = Fração mássica de unidades monômeros resultantes de lactama no polímero final

[024] Q perdas lactama corresponde a perdas associadas ao processo, em especial à evaporação de lactama durante as fases de eliminação de água da solução de sal e de água produzida pela reação de policondensação do ou dos diácido(s) e da(s) diamina(s). Essa quantidade pode, por exemplo, ser determinada por uma dosagem cromatográfica de lactama em essa água, recuperada após condensação. A quantidade exata de lactama a introduzir pode assim ser ajustada de forma a obter a fração desejada, Y lactama, de unidades monômeros resultantes da lactama no polímero final.

[025] No que diz respeito à quantidade de sal de diácido e de diamina introduzida, Q introd sal, em relação a m pa, Y sal, M pa sal e M sal, essas duas últimas quantidades são respectivamente a massa molecular das unidades monômeros resultantes do sal de diácido e diamina e da massa molar do sal de diácido e diamina, efetua-se o seguinte cálculo:

Q introd sal = (m PA X Y sal X M sal) / (M PA sal X F sal) m pa = Massa de poliamida a produzir

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Y sai = Fração mássica de unidades monômeros resultantes de sal no polímero final,

F sal = Fração mássica de sal na solução aquosa

[026] De forma vantajosa, a lactama é introduzida antes da eventual etapa d) que é uma etapa de acabamento. Assim, o copolímero é preparado em boas condições. A lactama pode, por exemplo, ser introduzida no início da etapa c) de redução da pressão.

[027] A solução de sal de diácido e diamina é fabricada de acordo com um processo conhecido dos profissionais da área. Pode ser preparado por adição de diácido, em particular o ácido adípico, na diamina, em particular hexametileno diamina, ou por outro lado, em meio aquoso, evacuando ou não o calor produzido por reação de neutralização.

[028] De forma vantajosa, a solução aquosa de sal de diácido e diamina, antes da sua concentração de acordo com a etapa a), não compreende a lactama.

[029] A etapa a) de concentração do processo da invenção é geralmente feita em um evaporador, aparelhagem conhecida pelos profissionais da área. Pode tratar-se por exemplo de um evaporador estático com permutador de calor interno de tipo serpentina, de um evaporador com um circuito de recirculação em permutador externo, etc.

[030] A solução, aquando da etapa a) é de forma vantajosa mantida sob agitação. Isso permite uma boa homogeneização da solução. Os meios de agitação são os meios conhecidos dos profissionais da área; pode tratar-se por exemplo de uma agitação mecânica, ou de uma recirculação por bomba ou por termossifão.

[031] A solução introduzida na etapa a) pode ser uma solução pré-aquecida.

[032] A solução de sal é mantida de forma vantajosa, na etapa

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a), a uma temperatura e a uma pressão suficientes para manter o meio em estado líquido e evitar toda a aparição de fase sólida.

[033] A concentração em peso de sal da solução aquosa de sal de diácido e de diamina, antes da etapa a), pode variar entre 40 a 70%. Fica compreendida de forma vantajosa entre os 50 e 70%.

[034] Por concentração em peso de sal da solução aquosa, entende-se concentração em peso em água das espécies dissolvidas.

[035] Por espécies dissolvidas, deve ser entendido o conjunto das espécies diácidas e diaminas presentes no meio sob a forma livre ou ionizada (sal) ou outra, aparte a lactama eventualmente presente.

[036] A etapa a) de concentração é de preferência realizada mantendo a solução sob atmosfera e isenta de oxigênio, de maneira a evitar qualquer contacto da solução com o oxigênio. Isso é realizado por exemplo aplicando no processo da invenção um sal isento de oxigênio dissolvido, ou aplicando uma atmosfera de gás inerte ou de vapor de água gerada pela ebulição da solução.

[037] A concentração em peso de sal da solução aquosa de sal de diácido e de diamina, após a etapa a), é de preferência compreendida entre 55 e 90%.

[038] O aumento da concentração em peso de sal da solução aquosa de sal de diácido e diamina aquando da etapa a) de concentração é de preferência de 10 a 50%, em especial de 15 a 40% (expressas em valor absoluto de concentração em peso de sal da solução aquosa).

[039] De acordo com um modo de realização particular do processo da invenção, a lactama é introduzida antes da etapa b) de polimerização sob pressão.

[040] A mistura resultante da etapa a), é de preferência transferida do evaporador para um reservatório reacional no qual se desenrola

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8/16 a etapa b) de polimerização com eliminação de água.

[041] A lactama pode por exemplo ser introduzida no evaporador no final da etapa a) de concentração; no evaporador logo que a etapa a) de concentração é concluída e antes que a mistura resultante da etapa a) seja transferida do evaporador para o reservatório reacional; durante a transferência de mistura resultante da etapa a) do evaporador para o reservatório reacional.

[042] As etapas b) a d) são aplicadas, de preferência, em um aparelho ou vários aparelhos sucessivos que asseguram as funções de polimerização, redução da pressão e acabamento, de acordo com as condições habituais do processo de policondensação. Em particular, a etapa b) é realizada em um polimerizador. O polimerizador pode ser um autoclave ou um reator contínuo. O evaporador pode alimentar vários polimerizadores.

[043] A etapa b) de polimerização consiste em uma policondensação sob pressão. A pressão por ocasião dessa etapa b) é geralmente compreendida entre 1,5 e 2,5 MPa.

[044] A etapa c) de redução da pressão consiste em uma descompressão do meio de polimerização para eliminar a água residual por evaporação.

[045] De acordo com a etapa d), a poliamida pode de seguida ser mantida durante um tempo determinado a uma temperatura de polimerização sob pressão atmosférica ou reduzida para obter o nível de polimerização pretendido. A etapa d) é denominada acabamento.

[046] Essas etapas são conhecidas pelos profissionais da área e são utilizadas nos processos industriais clássicos de fabricação de poliamida a partir de uma solução aquosa de sal de diácido e diamina.

[047] De forma vantajosa, as aparelhagens do processo de invenção são munidas de um isolamento térmico para limitar as permutas de

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9/16 calor com o meio exterior e assim limitar as perdas de calor.

[048] O processo da invenção pode ser contínuo ou descontínuo.

[049] O processo da invenção pode ser utilizado para a fabricação de poli(hexametileno adipamida), a partir do ácido adípico como monômero diácido e hexametileno diamina como monômero diamina.

[050] Como monômero diácido, para além do ácido adípico, pode-se citar igualmente o ácido glutárico, subérico, sebácico, dodecanodióico, isoftálico, tereftálico, azelaico, pimélico, naftaleno dicarboxílico, 5-sulfoisoftálico, por exemplo. É possível utilizar uma mistura de vários monômeros diácidos.

[051] De forma vantajosa, o monômero diácido compreende pelo menos 80% de mole de ácido adípico.

[052] Como monômero diamina, para além de hexametileno diamina, pode-se citar igualmente o heptametileno diamina, o tetrametileno diamina, o pentametileno diamina, o octametileno diamina, o nonametileno diamina, o decametileno diamina, o metil-2 pentametileno diamina, o undecametileno diamina, o dodecametileno diamina, o xilileno diamina, a isoforona diamina. É possível utilizar uma mistura de vários monômeros diaminas.

[053] De forma vantajosa, o monômero diamina compreende pelo menos 80% de mole de hexametileno diamina.

[054] Como monômero lactama, para além de caprolactona, pode-se citar a dodenolactama, a butirolactama, a valerolactama e a undecanolactama. É possível utilizar uma mistura de vários comonômeros lactamas.

[055] De forma vantajosa, o comonômero lactama compreende pelo menos 80% de mole de caprolactama.

[056] O comonômero lactama é geralmente introduzido sob a

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10/16 forma de solução aquosa ou sob a forma fundida. De forma vantajosa, a solução aquosa de lactama compreende entre 60 a 80% de peso de lactama.

[057] Podem ser introduzidos outros comonômeros durante o processo da invenção. Pode-se citar a título de exemplo ácido 6aminohexanóico, ácido 5-aminopentanóico, ácido 7-aminoheptanóico, ácido 11-aminoundecanóico.

[058] Podem ser introduzidos aditivos durante o processo da invenção. Podem-se citar a título de exemplo aditivos de nucleantes como o talco, matificantes como o dióxido de titânio ou o sulfureto de zinco, estabilizantes de calor ou luz, agentes bioativos, agentes anti-incrustantes, catalisadores, limitadores de cadeia, etc. Esses aditivos são conhecidos dos profissionais da área. Esta lista não tem qualquer caráter exaustivo.

[059] O polímero é geralmente de seguida extrudido ou aplicado de acordo com a etapa e) do processo da invenção.

[060] De acordo com uma forma de realização particular do processo da invenção, o polímero é aplicado sob a forma de granulado.

[061] Esse granulado é eventualmente pós-condensado de acordo com um método conhecido dos profissionais da área.

[062] Esse granulado é de seguida utilizado em um grande número de aplicações, em especial para a produção de fios, fibras ou filamentos, ou para formar artigos por moldagem, injeção, extrusão. Pode ser em especial usado no domínio dos plásticos técnicos, geralmente após uma etapa de formulação.

[063] Outros detalhes ou vantagens da invenção são mais claramente explicitados mediante os exemplos apresentados de seguida.

Exemplos

[064] As concentrações de antiespuma e de caprolactama carregadas são expressas respetivamente em ppm e em % mássica, para

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11/16 respectivamente 106 e 100 partes de solução de sal N a 52% de aplicação. A massa de solução de sal N aplicado no exemplo comparativo A e no exemplo 1 é a mesma; do mesmo modo, as quantidades de solução de sal N aplicadas por unidade de tempo no exemplo comparativo B e no exemplo 2 são as mesmas.

Exemplo comparativo A - Adição de caprolactama antes da etapa de

CONCENTRAÇÃO EM UM PROCESSO DESCONTÍNUO

[065] Uma poliamida 6,6/6 é preparada a partir de uma solução aquosa de sal N a 52% de peso carregada em um evaporador aquecido com a ajuda de uma serpentina interna e de um duplo envelope externo, com 11,8 ppm de antiespuma e 6,9% de peso de caprolactama sob a forma de uma solução aquosa (a 75% de peso de caprolactama). A solução é aquecida até 130°C sob uma pressão absoluta de 0,15 MPa. No final da evaporação, a concentração da solução é de 78% de peso. Essa solução é aquecida até 160°C sem evaporação (fase de sobreaquecimento). A solução é de seguida transferida para um autoclave. O autoclave é aquecido de forma a atingir uma pressão autogênica de 1,75 MPa. Essa pressão é de seguida regulada para 1,75 MPa. A fase de polimerização sob pressão dura 65 min, depois a pressão é gradualmente reduzida até à pressão atmosférica. O reator é mantido sob pressão reduzida durante 20 minutos e a temperatura atingida pela massa reacional no final dessa etapa é de 272°C. Depois de o reator ser submetido a um apressão de azoto compreendida entre 0,3 e 0,4 MPa para poder extrudir o polímero sob a forma de fios, esfriado com água e cortados de maneira a obter o granulado.

[066] A poliamida 6,6/6 obtida a uma viscosidade relativa de 50 medida no ácido fórmico a 90%, a uma concentração de 8,4% de peso, e a uma temperatura de fusão de 240°C, correspondente a uma composição de copolímero 66/6 de 88/12 (% de peso).

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Exemplo 1 - Adição de caprolactama após a etapa a) de concentração em

UM PROCESSO DESCONTÍNUO

[067] Uma poliamida 6,6/6 é preparada a partir de uma solução aquosa de sal N a 52% de peso carregada em um evaporador aquecido com a ajuda de uma serpentina interna e de um duplo envelope externo, com 11,5 ppm de antiespuma. A solução é aquecida até 130°C sob uma pressão absoluta de 0,15 MPa. No final da evaporação, a concentração da solução é de 78% de peso. Durante a fase de sobreaquecimento (aquecimento até 160°C sem evaporação), logo que a temperatura atinge 150°C, 6,5% de peso de caprolactama sob a forma de uma solução aquosa (solução aquosa idêntica à do exemplo A comparativo) é adicionada à solução. Essa solução é de seguida aquecida até 160°C antes de ser transferida para um autoclave. O autoclave é aquecido de forma a atingir uma pressão autogênica de 1,75 MPa. Essa pressão é de seguida regulada para 1,75 MPa. A fase de polimerização sob pressão dura 65 min, depois a pressão é gradualmente reduzida até à pressão atmosférica. O reator é mantido sob pressão reduzida durante 20 minutos e a temperatura atingida pela massa reacional no final dessa etapa é de 272°C. Depois de o reator ser submetido a um apressão de azoto compreendida entre 0,3 e 0,4 MPa para poder extrudir o polímero sob a forma de fios, esfriado com água e cortados de maneira a obter o granulado.

[068] A poliamida 6,6/6 obtida a uma viscosidade relativa de 50 medida no ácido fórmico a 90%, a uma concentração de 8,4% de peso, e a uma temperatura de fusão de 240°C, correspondente a uma composição de copolímero 66/6 de 88/12 (% de peso).

[069] O exemplo 1 comparado com o exemplo comparativo A mostra que para obter uma copoliamida tendo uma proporção determinada de motivos resultantes da caprolactama, aplica-se uma quantidade menos importante de caprolactama no caso de processo descontínuo da invenção

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13/16 (introdução de lactama após a etapa de concentração) que no caso de um processo descontínuo com o descrito no estado da técnica anterior (introdução de lactama antes da etapa de concentração), isso estando principalmente ligado às perdas de caprolactama geradas durante a etapa de concentração no caso do processo do estado da técnica anterior.

[070] De facto, o processo de acordo com o exemplo 1 permite dividir por 2 as perdas de caprolactama, como mostra o cálculo abaixo:

Para obter 100 kg de uma copoliamida 66/6 de composição PA66: 88 / PA6 : 12 e desde que não haja perda de caprolactama, deve ser introduzido:

- Quantidade de sal N a 52 % : (88 x 262,35)/(226,32 x 0,52) = 196,2 kg sendo 262,35 a massa molar do sal N sendo 226,32 a massa molar de uma unidade de PA66 sendo 0,52 a fração mássica de sal N na solução

- Quantidade de Caprolactama : 12 kg, sendo a percentagem de peso de caprolactama de 12/196,2 = 6,12 %

No exemplo comparativo A, teve de ser introduzida 6,9% de caprolactama, as perdas sendo de 0,78%.

No exemplo 1, teve de ser introduzida 6,5% de caprolactama, as perdas sendo de 0,38%.

As perdas de caprolactama foram então divididas por 0,78/0,38 « 2.

Exemplo comparativo B - Adição de caprolactama antes da etapa de

CONCENTRAÇÃO EM UM PROCESSO CONTÍNUO

[071] Uma poliamida 6,6/6 é preparada a partir de uma solução aquosa de sal N a 52% de peso, que é anteriormente misturada em uma cuba

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14/16 agitada com 2 ppm de antiespuma e 1,30% de peso de caprolactama sob a forma fundida. Essa mistura alimenta um evaporador aquecido com a ajuda de uma serpentina interna, onde é aquecida até 113,5°C sob uma pressão absoluta de 0,116 MPa. No final da evaporação, a concentração da solução é de 66% de peso. Essa solução é de seguida aquecida por meio de um fluido transportador de calor até 215°C por passagem através de um permutador tubular. A solução alimenta de seguida um reator de eixo horizontal parcialmente cheio, onde é aquecida até 250°C sob uma pressão autogênica regulada a 1,85 MPa por eliminação de vapor de água através de uma válvula de regulação. O tempo de permanência no reator horizontal é de 60 min. A reação de policondensação é efetuada e forma um pré-polímero. Esse prépolímero é de seguida enviado em um flasher (cintilador) aquecido até 280°C ao mesmo tempo que a pressão é reduzida à pressão atmosférica. Forma-se uma mistura de pré-polímero e de vapor de água que se dirige para um acabador horizontal onde se dá a separação do vapor e do pré-polímero e onde a reação continua.

[072] Esse acabador é agitado e aquecido a 280°C por um fluido transportador de calor. Uma bomba de engrenagens transfere de seguida o polímero para um conjunto de fieira. Os fios que saem da fieira são arrefecidos e cortados através de um sistema de granulação.

[073] A poliamida 6,6/6 obtida a uma viscosidade relativa de 41 medida no ácido fórmico a 90%, a uma concentração de 8,4% de peso, e a uma temperatura de fusão de 257,5°C, correspondente a uma composição de copolímero 66/6 de 97,5/2,5 (% de peso).

Exemplo 2 - Adição de caprolactama após a etapa a) de concentração em

UM PROCESSO CONTÍNUO

[074] Uma poliamida 6,6/6 é preparada a partir de uma solução aquosa de sal N a 52% de peso, que é anteriormente misturada em uma cuba

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15/16 agitada com 2 ppm de antiespuma. Essa mistura alimenta um evaporador aquecido com a ajuda de uma serpentina interna, onde é aquecida até 113,5°C sob uma pressão absoluta de 0,116 MPa. No final da evaporação, a concentração da solução é de 66% de peso. Na linha de transferência a jusante do evaporador, 1,19% de peso de caprolactama sob a forma fundida é misturada à solução de sal N concentrado. Essa mistura é de seguida aquecida por meio de um fluido transportador de calor até 215°C por passagem através de um permutador tubular. A solução alimenta de seguida um reator de eixo horizontal parcialmente cheio, onde é aquecida até 250°C sob uma pressão autogênica regulada a 1,85 MPa por eliminação de vapor de água através de uma válvula de regulação. O tempo de permanência no reator horizontal é de 60 min. A reação de policondensação é efetuada e forma um pré-polímero. Esse pré-polímero é de seguida enviado em um flasher (cintilador) aquecido até 280°C ao mesmo tempo que a pressão é reduzida à pressão atmosférica. Forma-se uma mistura de pré-polímero e de vapor de água que se dirige para um acabador horizontal onde se dá a separação do vapor e do pré-polímero e onde a reação continua.

[075] Esse acabador é agitado e aquecido a 280°C por um fluido transportador de calor. Uma bomba de engrenagens transfere de seguida o polímero para um conjunto de fieira. Os fios que saem da fieira são arrefecidos e cortados através de um sistema de granulação.

[076] A poliamida 6,6/6 obtida a uma viscosidade relativa de 41 medida no ácido fórmico a 90%, a uma concentração de 8,4% de peso, e a uma temperatura de fusão de 257,5°C, correspondente a uma composição de copolímero 66/6 de 97,5/2,5 (% de peso).

[077] O exemplo 2 comparado com o exemplo comparativo B mostra que para obter uma copoliamida tendo uma proporção determinada de motivos resultantes da caprolactama, aplica-se uma quantidade menos

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16/16 importante de caprolactama no caso do processo contínuo da invenção (introdução de lactama após a etapa de concentração) que no caso de um processo contínuo como o descrito no estado da técnica anterior (introdução de lactama antes da etapa de concentração), isso estando principalmente ligado às perdas de caprolactama geradas durante a etapa de concentração no caso do processo do estado da técnica anterior.

[078] De facto, o processo de acordo com o exemplo 2 permite dividir por 3,75 as perdas de caprolactama, como mostra o cálculo abaixo:

Para obter 100 kg de uma copoliamida 66/6 de composição PA66: 97,5 / PA6 : 2,5 e desde que não haja perda de caprolactama, deve ser introduzido:

- Quantidade de sal N a 52 % : (97,5 partes x 262,35)/(226,32 x 0,52) = 217,35 kg sendo 262,35 a massa molar do sal N sendo 226,32 a massa molar de uma unidade de PA66 sendo 0,52 a fração mássica de sal N na solução

- Quantidade de Caprolactama : 2,5 kg, sendo a percentagem de peso de caprolactama de 2,5/217,35 = 1,15 %

No exemplo comparativo B, teve de ser introduzido 1,30% de caprolactama, as perdas sendo de 0,15 %.

No exemplo 2, teve de ser introduzido 1,19 % de caprolactama, as perdas sendo de 0,04 %.

As perdas de caprolactama foram então divididos por 0,15/0,04 = 3,75.

Claims

Reivindicações

1. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE POLIAMIDA, a partir de pelo menos um diácido, de pelo menos uma diamina e de pelo menos uma lactama, que compreende as seguintes etapas:

a) concentração por evaporação de água, de uma solução aquosa de sal de diácido e diamina obtida por mistura de pelo menos um diácido e pelo menos uma diamina;

b) polimerização, sob pressão, da solução aquosa concentrada;

c) redução da pressão do meio de polimerização para eliminar a água residual por evaporação;

d) eventualmente manutenção da temperatura do polímero, sob pressão atmosférica ou reduzida, para obter o nível de polimerização pretendido;

e) eventualmente formação do polímero obtido, caracterizado pela lactama ser introduzida na solução ou no meio de polimerização, ao final da etapa a) ou após a etapa a), e em que a proporção de unidades de monômeros resultantes da lactama no polímero final, em peso em relação ao peso do polímero final, está compreendida entre 3 e 20%.
2. PROCESSO, de acordo com a reivindicação1, caracterizado pela lactama ser introduzida antes da etapa d).
3. PROCESSO, de acordo com a reivindicação2, caracterizado pela lactama ser introduzida antes da etapa b).
4. PROCESSO, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1 a 2, caracterizado pela solução aquosa de sal de diácido e diamina, antes da sua concentração de acordo com a etapa a), não compreender lactama.

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5. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela concentração em peso de sal da solução aquosa de sal de diácido e diamina, antes da etapa a), estar compreendida entre 40 e 70%.
6. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pela concentração em peso de sal da solução aquosa de sal de diácido e diamina, após a etapa a), estar compreendida entre 55 e 90%.
7. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela mistura obtida ao final da etapa a) ser transferida para pelo menos um reator de polimerização.
8. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por, durante a etapa e), o polímero obtido ser formado em grânulos.
9. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelos monômeros diácidos serem escolhidos na lista compreendendo ácido adípico, glutárico, subérico, sebácico, dodecanodióico, isoftálico, tereftálico, azelaico, pimélico, naftaleno dicarboxílico, 5-sulfoisoftálico.
10. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelos monômeros diaminas serem escolhidos da lista consistindo de hexametileno diamina, heptametileno diamina, tetrametileno diamina, pentametileno diamina, octametileno diamina, nonametileno diamina, decametileno diamina, metil-2 pentametileno diamina, undecametileno diamina, dodecametileno diamina, xilileno diamina, isoforona diamina.
11. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelos monômeros lactamas serem