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Verfahren zum Entfernen von niedrigmolekularen Bestandteilen aus durch Polyreaktionen erhaltenen Reaktionsprodukten Bei der Herstellung von Polymerisations-, Poly- kondensations- und Polyadditionsprodukten entzieht sich in vielen Fällen ein gewisser Teil der Ausgangsprodukte der Reaktion bzw. bildet bloss niedere Polymere. Für die Eigenschaften der Endprodukte ist jedoch eine weitgehende Entfernung der niedrigmolekularen Anteile und in manchen Fällen auch der als Katalysator zugesetzten Stoffe notwendig. Sofern die im Reaktionsgemisch verbliebenen niedrigmolekularen Stoffe wasserlöslich sind, können sie durch Behandlung mit Wasser ausgewaschen werden.
In andern Fällen ist die Entfernung mit Hilfe von organischen Lösungsmitteln möglich.
Bei der Caprolactamverarbeitung beispielsweise kann das monomere Caprolactam mit Wasser ausgewaschen werden. In andern Fällen, wie zum Beispiel bei der Polymerisation von Vinylchlorid, kann das Monomere wegen seines niedrigen Siedepunktes von -13,9 C verhältnismässig leicht entfernt werden. Vielfach, wie zum Beispiel bei Epoxydharzen, Polymerisaten von Äthylenoxyd oder Isobutylen, dagegen ist die Entfernung der niedrigmolekularen Anteile, die die Eigenschaften des Fertigproduktes beeinträchtigen, sehr schwierig.
Die hochmolekularen Reaktionsprodukte sind thermisch wenig beständig, häufig auch bei erhöhter Temperatur empfindlich gegen Sauerstoff, so dass bei den zulässigen Bedingungen eine Entfernung von unerwünschten Anteilen auf grosse Schwierigkeiten stösst.
Aber auch in den Fällen, wo die Entfernung der niedrigmolekularen Anteile durch Waschen mit Wasser oder organischen Lösungsmitteln möglich ist, erfordert die technische Durchführung eines solchen Waschprozesses eine umfangreiche Apparatur. Die gewaschenen Produkte enthalten erhebliche Mengen Wasser oder Lösungsmittel, die bis auf geringe Reste von zum Beispiel weniger als 0,1 oder 0,05 1/o, entfernt werden müssen.
Im Falle des Caprolactams zum Beispiel enthält das Polymerisationsprodukt nach der Wäsche mit Wasser und dem Abschleudern des überschüssigen Wassers noch etwa 10 bis 15 "/a Feuchtigkeit. Die Entfernung der Hauptmenge des Wassers kann zum Beispiel in einer Inertgasatmosphäre und die Entfernung des Restwassers im Feinvakuum unter 1 Torr vorgenommen werden. Das Verfahren gliedert sich demnach in folgende Stufen: 1.
Das Auswaschen des Monomeren mit Wasser, 2. die Trocknung des gewaschenen Polymerisa- tionsproduktes nach Abschleudern des Wassers mit Hilfe einer Zentrifuge zunächst im Stickstoffstrom bis auf etwa 1 bis 2 d/a Wassergehalt, 3. die Entfernung der Restfeuchtigkeit im Vakuum.
Das hierbei anfallende Monomere befindet sich in wässeriger Lösung. Zur Rückgewinnung des Monomeren muss das Wasser verdampft werden.
Es wurde nun gefunden, dass man die niedrigmolekularen Bestandteile aus durch Polyreaktionen erhaltenen Reaktionsprodukten in einer Stufe bei milden Bedingungen entfernen kann, indem man die noch niedrigmolekulare Anteile enthaltenden Reaktionsprodukte einem Feinvakuum unterhalb 1 Torr, vorzugsweise einem Hochvakuum von etwa 10-3 Torr und darunter, bei Temperaturen aussetzt, bei denen eine Schädigung des Materials noch nicht eintritt.
Die Vakuumbehandlung kann, wenn es sich um feste Produkte, wie zum Beispiel Polyamide, handelt, in einer Vakuumapparatur durchgeführt wer-
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den, die einen drehbar angeordneten Behälter für die Polyamide enthält.
Wenn es sich um die Verarbeitung viskoser flüssiger Produkte handelt, wie zum Beispiel von Alkydharzen, können diese unter geeigneten Bedingungen von Temperatur und Druck durch eine bei Hochvakuumdestillationen übliche Apparatur geleitet werden.
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Process for removing low molecular weight constituents from reaction products obtained by polyreactions In the production of polymerization, polycondensation and polyaddition products, in many cases a certain part of the starting products escapes the reaction or merely forms lower polymers. For the properties of the end products, however, it is necessary to largely remove the low molecular weight components and in some cases also the substances added as catalysts. If the low molecular weight substances remaining in the reaction mixture are water-soluble, they can be washed out by treatment with water.
In other cases it can be removed with the aid of organic solvents.
When processing caprolactam, for example, the monomeric caprolactam can be washed out with water. In other cases, such as the polymerization of vinyl chloride, the monomer can be removed relatively easily because of its low boiling point of -13.9 ° C. In many cases, for example in the case of epoxy resins, polymers of ethylene oxide or isobutylene, on the other hand, the removal of the low molecular weight components that impair the properties of the finished product is very difficult.
The high molecular weight reaction products are not thermally stable and are often sensitive to oxygen even at elevated temperatures, so that, under the permissible conditions, removal of undesired fractions is very difficult.
But even in cases where the removal of the low molecular weight fractions is possible by washing with water or organic solvents, the technical implementation of such a washing process requires extensive equipment. The washed products contain considerable amounts of water or solvent, which apart from small residues of, for example, less than 0.1 or 0.05 1 / o, have to be removed.
In the case of caprolactam, for example, after washing with water and spinning off the excess water, the polymerization product still contains about 10 to 15 ″ / a of moisture. The removal of most of the water can, for example, in an inert gas atmosphere and the removal of the residual water in a fine vacuum 1 Torr. The procedure is divided into the following stages: 1.
Washing out the monomer with water, 2. drying the washed polymerization product after spinning off the water with the aid of a centrifuge, initially in a stream of nitrogen to a water content of about 1 to 2 days per year, 3. removing the residual moisture in vacuo.
The resulting monomer is in an aqueous solution. The water has to be evaporated to recover the monomer.
It has now been found that the low molecular weight constituents can be removed from reaction products obtained by polyreactions in one step under mild conditions by subjecting the reaction products, which still contain low molecular weight fractions, to a medium vacuum below 1 Torr, preferably a high vacuum of about 10-3 Torr and below, exposes at temperatures at which damage to the material does not yet occur.
In the case of solid products, such as polyamides, the vacuum treatment can be carried out in a vacuum apparatus.
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which contains a rotatably arranged container for the polyamides.
When processing viscous liquid products, such as alkyd resins, these can be passed through an apparatus customary in high vacuum distillation under suitable conditions of temperature and pressure.