CH349083A - Process for the production of high molecular weight fiber and film forming polycarbonates - Google Patents

Process for the production of high molecular weight fiber and film forming polycarbonates

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CH349083A
CH349083A CH349083DA CH349083A CH 349083 A CH349083 A CH 349083A CH 349083D A CH349083D A CH 349083DA CH 349083 A CH349083 A CH 349083A
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Hermann Dr Schnell
Gerhard Dr Fritz
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Bayer Ag
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Description

  

  Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen     faser-    und     filmbildenden        Polycarbonaten       Zur Herstellung von Polyestern aus     Dicarbon-          säuren    und     Dioxyverbindungen    können die freien       Dicarbonsäuren    mit den     Dioxyverbindungen    unter  Abspaltung von Wasser bei höherer Temperatur     ver-          estert    werden. Hochmolekulare     film-    und faser  bildende Produkte sind nach diesem Verfahren aber  nur schwer zugänglich.

   Zur Herstellung hochmoleku  larer Polyester wird deshalb bevorzugt, die Ester  aus     Dicarbonsäuren    und flüchtigen     Oxyverbindungen     unter Abspaltung der flüchtigen     Oxyverbindung    bei  höherer Temperatur mit     Dioxyverbindungen        umzu-          estern.     



  Während die     Veresterung    normalerweise auch  ohne Katalysatoren mit ausreichender Geschwindig  keit durchgeführt werden kann, benötigt die     Um-          esterung    im allgemeinen basische Katalysatoren. Mit  sauren Katalysatoren verläuft die     Umesterung    nur  ausserordentlich langsam. Bei den üblichen     Umeste-          rungsverfahren    verbleiben die zugesetzten Katalysa  toren im Endprodukt.  



  Setzt man alkalische Katalysatoren bei der     Um-          esterung    von     Diestem    der Kohlensäure mit flüchti  gen     aliphatischen    oder aromatischen Verbindungen  durch     aliphatische    oder aromatische     Dioxyverbin-          dungen    zu, so erhält man in der Regel keine hoch  molekularen film- und faserbildenden Produkte, da  diese Katalysatoren auf hochmolekulare     Polycarbo-          nate    zersetzend wirken.  



  Man hat deshalb schon so verfahren, dass man  die Reaktion von     aliphatischen        Dioxyverbindungen     mit     Carbonaten    monofunktioneller     Oxyverbindungen     in Gegenwart von nicht flüchtigen, wenig wasser  löslichen     Carbonsäuren    und einer grösseren als äqui  valenten Menge eines     Alkalimetalls    einleitet, das  dabei zunächst gebildete niedermolekulare Produkt  in einem Lösungsmittel löst, durch Extraktion mit  verdünnter Säure, z.

   B. wässriger     Salzsäure,    das         Alkalimetall,    nicht aber die     Carbonsäure    entfernt  und dann, nach     Abdestillieren    des Lösungsmittels,  die Umsetzung bis zur Bildung eines hochmoleku  laren     film-    und faserbildenden Produktes weiterführt.  



  Dieses Verfahren ist ausserordentlich umständ  lich. Darüber hinaus verbleibt die zugesetzte, nicht  wasserlösliche, schwerflüchtige     Carbonsäure    in dem  hochmolekularen Polyester. Sowohl saure wie ba  sische Bestandteile bewirken jedoch bei der Verar  beitung insbesondere     hochschmelzender,    hochmole  kularer     Polycarbonate    im     Schmelzfluss    einen Abbau,  der sich durch Bildung gasförmiger Kohlensäure  auswirkt. Diese Gasblasen machen die Herstellung  einwandfreier geformter Gebilde, wie     Filme,    Fasern  und Borsten usw., aus dem     Schmelzfluss    praktisch  unmöglich.

   Formkörper aus auf diese Weise her  gestellten     Polycarbonaten    zeigen darüber hinaus ge  genüber Wasser, insbesondere bei höheren Tempera  turen, eine mangelnde Beständigkeit.  



  Aromatische     Dioxyverbindungen    können zwar  auch mit während der ganzen     Umesterungsdauer    an  wesenden geeigneten basischen Katalysatoren in  hochmolekulare film- und faserbildende Polykarbo  nate übergeführt werden. Die im Endprodukt ver  bliebenen Katalysatoren bewirken jedoch auch hier  bei der Verarbeitung einen Abbau, der unter Bildung  von Kohlensäure verläuft. Es werden so beim Auf  schmelzen blasige     Schmelzen    erhalten, die die Ver  arbeitung erschweren oder unmöglich machen.  



  Aus diesen     Schmelzen    hergestellte Formkörper  zeigen eine verringerte Beständigkeit gegenüber  höheren Temperaturen und gegen Wasser, insbeson  dere bei höherer Temperatur.  



  Es wurde nun gefunden, dass diese Schwierigkei  ten bei der Herstellung von hochmolekularen,     faser-          und        filmbildenden        Polycarbonaten    durch     Umeste-          rung    von a) neutralen     Kohlensäureestern    von Mono-           oxyverbindungen    oder b)     Diaryl-,        Dialkyl-    oder     Di-          cycloalkylestern    von zweibasischen Säuren der For  mel  
EMI0002.0006     
    in der R den Rest bedeutet, der verbleibt,

   wenn man  bei einem     Di-monooxyaryl-alkan    oder     Di-monooxy-          aryl-cycloalkan    die beiden OH-Gruppen wegnimmt,  mit     Dioxyverbindungen    oder durch Polykondensa  tion der unter b) genannten Ester mit sich selbst in       Gegenwart    basischer Katalysatoren dadurch über  wunden werden können, dass die Katalysatoren im  Verlauf oder am Schluss der Umsetzung, vorzugs  weise gegen deren Ende, durch Zugabe von     basen-          bindenden    Stoffen zu der Schmelze neutralisiert wer  den.  



  Das erfindungsgemässe     Verfahren    kann mit Vor  teil angewendet werden zur Herstellung von     Poly-          carbonaten    von     aliphatischen        Dioxyverbindungen,     wie     Diäthylenglykol,        Triäthylenglykol,    Polyäthylen  glykol,     Thiodiglykol,    aus     Propylenoxyd-1,2    herge  stellten     Di-    bzw.

       Polyglykolen,        Butandiol-1,4,        Hexan-          diol-1,6,        Octandiol-1,8,        Decandiol-1,10,    m- und       p-Xylylenglykol,    von     cycloaliphatischen        Dioxyver-          bindungen.    wie     Chinit,        2,2-(4,4'-Dioxydicyclohexyl)-          propan    und     2,6-Dioxy-dekahydronaphthalin,    von  aromatischen     Dioxyverbindungen,    wie     1,1-(4,4'-Di-          oxydiphenyl)

  -1-phenyl-äthan,        Hydrochinon,        Resor-          cin,        4,4'-Dioxydiphenyl,        1,4-Dioxynaphthalin,    1,6  Dioxynaphthalin,     2,6-Dioxynaphthalin,        1,5-Dioxy-          anthracen    und m- und     p-Oxybenzylalkohol    sowie  insbesondere von     Di-monooxyaryl-alkanen    oder       -cycloalkanen,    wie     (4,4'-Dioxydiphenyl)-methan,        2,2-          (4,4'    -     Dioxydiphenyl)    -     propan,    1,

  1 - (4,4' -     Dioxydi-          phenyl)-cyclohexan,        1,1-(4,4'-Dioxy-3,3'-dimethyldi-          phenyl)-cyclohexan,    3,4-(4,4'     Dioxydiphenyl)-hexan,          2,2-(4,4'-Dioxydiphenyl)-butan,        2,2-(4,4'-Dioxydi-          phenyl)-pentan,    3,3 - (4,4' -     Dioxydiphenyl)    -     pentan,          2,2-(4,4'-Dioxydiphenyl)-3-methyl-butan,        2,2-(4,4'-          Dioxydiphenyl)-hexan,        2,2-(4,4'-Dioxydiphenyl)-4-          methyl-pentan,

          2,2-(4,4'-Dioxydiphenyl)-heptan,        4,4-          (4,4'-Dioxydiphenyl)-heptan    und     2,2-(4,4'-Dioxydi-          phenyl)-tridecan.     



  Als zur     Umesterung    geeignete     Diester    der Kohlen  säure mit monofunktionellen     Oxyverbindungen    kom  men in Frage:     aliphatische        Diester,    wie     Diäthyl-,        Di-          propyl-,        Dibutyl-,        Diamyl-,        Dioctyl-,        Methyläthyl-,          Äthylpropyl-    und     Äthylbutylcarbonat,        cycloalipha-          tische        Diester,

      wie     Dicyclohexyl-    und     Dicyclopentyl-          carbonat,    vorzugsweise jedoch     Diarylester,    wie     Di-          phenyl-    und     Ditoluylcarbonat,    ferner     Diester,    wie       Methylcyclohexyl-,        Äthylcyclohexyl-,        Methylphenyl-,          Athylphenyl-    und     Cyclohexylphenylcarbonat.     



  Man kann auch von     Diaryl-,        Dialkyl-    oder     Di-          cycloalkylestern    von zweibasischen Säuren der For  mel  
EMI0002.0111     
    in der R den Rest bedeutet, der verbleibt, wenn  man bei einem     Di-monooxyaryl-alkan    oder     Di-mono-          oxyaryl-cycloalkan    die beiden OH-Gruppen weg  nimmt, ausgehen, die beim Erhitzen mit sich selbst  unter Abspaltung des entsprechenden     Diesters    der  Kohlensäure oder beim Erhitzen mit     Dioxyverbin-          dungen    unter Abspaltung der monofunktionellen       Oxyverbindungen    Umestern.  



  Als basische Katalysatoren können zugesetzt  werden:     Alkalimetalle,    wie     Lithium,    Natrium, Ka  lium,     Erdalkalimetalle,    wie Magnesium,     Calcium,     Barium,     Alkoholate    der Alkali- oder     Erdalkali-          metalle,    wie     Natriummethylat,        Calciumäthylat,        Phe-          nolate,    wie     Phenolnatrium,        Natriumsalze    von -     Di-          monooxyaryl-alkanen,

      Hydride der Alkali- und     Erd-          alkalimetalle,    wie     Lithiumhydrid,        Calciumhydrid,     Oxyde der Alkali- und     Erdalkalimetalle,    wie     Li-          thiumoxyd,        Natriumoxyd,        Amide    der Alkali- und       Erdalkalimetalle,    wie     Natriumamid,        Calciumamid,     basisch reagierende Salze der Alkali- und     Erdalkali-          metalle    mit organischen oder anorganischen Säuren,  wie     Natriumacetat,

          Natriumbenzoat    und     Natrium-          carbonat.     



  Zur Neutralisation dieser basischen Katalysato  ren kann erfindungsgemäss eine grosse Zahl hasen  bindender organischer und anorganischer Substanzen  eingesetzt werden, so z. B. aromatische     Sulfosäuren,     wie     p-Toluolsulfosäure,    organische     Säurehalogenide,     wie     Stearinsäurechlorid,        Buttersäurechlorid,        Benzoyl-          chlorid    und     Toluolsulfochlorid,    Chlorkohlensäure  ester, wie     Phenylchlorameisensäureester,    Chlor  ameisensäureester des     4-Oxydiphenyls,

          Bis-chlor-          ameisensäureester    der     Di-monooxyaryl-alkane,        Di-          alkylsulfate,    wie     Dimethylsulfat    und     Dibutylsulfat,     organische Chlorverbindungen, wie     Benzylchlorid     und     co-Chloracetophenon,    sowie saure Salze mehr  basischer anorganischer Säuren, wie     Ammonium-          bisulfat.    Besonders geeignet sind bei den     Umeste-          rungstemperaturen    im Hochvakuum flüchtige hasen  bindende Substanzen,

   da bei diesen ein etwaiger       Überschuss    über die zu neutralisierenden basischen  Katalysatoren auf einfache Weise aus der Schmelze  entfernt werden kann. Zu dieser Gruppe gehören von  den oben genannten Substanzen z. B.     Dimethylsulfat,          Chlorameisensäurephenylester    und     Benzoylchlorid.     



  Die Umsetzung wird vorzugsweise bei Tempera  turen zwischen 50 und 330 , insbesondere zwischen  100 und 300 , eingeleitet und unter     Abdestillieren     der abgespaltenen Verbindungen bei erhöhter Tem  peratur, vorzugsweise im Vakuum und unter Ein  leiten von Stickstoff, so lange     weitergetrieben,    bis  der gewünschte oder annähernd der gewünschte Kon  densationsgrad erreicht ist. Nun werden die hasen  bindenden Substanzen in die viskose Schmelze ein  gebracht. Dies kann z. B. so erfolgen, dass die genau  abgewogene, zur Neutralisation der basischen Kata  lysatoren ausreichende Menge in die viskose  Schmelze eingerührt wird, oder dass flüchtige, hasen  bindende Substanzen, gegebenenfalls zusammen mit  einem indifferenten Trägergas, wie Stickstoff, in      Dampfform in die Schmelze eingeleitet werden.

   Bei  flüchtigen,     basenbindenden    Substanzen kann ein       überschuss    über die angewendete Menge des basi  schen Katalysators eingesetzt werden, der anschlie  ssend durch Evakuieren entfernt werden kann.  



  Nach der Neutralisation des Katalysators kamt,  wenn es erforderlich ist, die     Umesterung    noch in be  grenztem Masse zur Erreichung eines gewünschten       Molekulargewichts    weitergeführt werden.  



  Nach der Beendigung der Polykondensation kann  die gebildete Schmelze des     Polycarbonats    in üblicher  Weise in Granulate oder direkt in geformte Gebilde,  wie Filme, Fasern, Borsten usw., übergeführt werden.  Die erhaltenen     Polycarbonate'lassen    sich im Schmelz  fluss ohne das Auftreten von durch Abbau hervor  gerufenen     Kohlensäureblasen    verarbeiten, sie zeigen  auch- bei längerem Erhitzen über ihren Schmelz  punkt keine     Kohlensäureentwicklung.    Aus den  Schmelzen hergestellte geformte Gebilde zeichnen  sich durch besondere Stabilität gegen erhöhte Tempe  ratur, auch in Gegenwart von Wasser, aus.  



  <I>Beispiel 1</I>  Ein Gemisch von 40 Gewichtsteilen     Hexandiol-          (1,6),    42 Gewichtsteilen     Diäthylcarbonat    und 0,003  Gewichtsteil     Natriumäthylat    wird     1/#.    Stunde lang  unter Rühren und     Rückfluss    unter Überleiten von  Stickstoff auf 100-130  erhitzt.

   Der bei der     Um-          esterung    abgespaltene Äthylalkohol wird über eine  Kolonne     abdestilliert.    Nach weiterem 3stündigem  Rühren bei 200  unter einem Druck von 30     Torr     wird das als Katalysator verwendete     Natriumäthylat     durch Einrühren von 0,1 Gewichtsteil Chlor  ameisensäurephenylester in die Schmelze neutrali  siert. Anschliessend führt man innerhalb von 3 Stun  den die Kondensation unter einem Druck von 0,5       Torr    durch Erhitzen auf 250  zu Ende.

   Das über  schüssige     Neutralisationsmittel    wird dabei     abdestil-          liert.    Man erhält eine viskose Schmelze, die zu einem  farblosen, hochpolymeren Körper erstarrt, der, in       m-Kresol    gemessen, den     K-Wert    = 65,4 besitzt und  sich z. B. aus der     Schmelze    zu reckbaren Fäden und  Filmen verarbeiten lässt. Der     Erweichungspunkt    liegt  bei etwa 60 .  



  <I>Beispiel 2</I>  Eine Mischung von 45,6 Gewichtsteilen     2,2-          (4,4'-Dioxydiphenyl)-propan,    47,1 Gewichtsteilen       Diphenylcarbonat    und 0,008 Gewichtsteil     Lithium-          hydrid    wird unter Rühren in einer Stickstoff  atmosphäre bei 110-150  aufgeschmolzen. Das sich  abspaltende Phenol destilliert dann bei weiter er  höhter Temperatur bis 210  und einem Druck von  20     Torr    ab. Dann wird der Druck auf 0,2     Torr     herabgesetzt und die Temperatur während einer  Stunde auf 250  und während zwei weiterer Stun  den auf 280  erhöht.

   Gegen Ende der Kondensation  wird der Katalysator durch Einrühren von 0,05 Ge  wichtsteil     Dimethylsulfat    in die Schmelze neutrali  siert. Der     überschuss    an     Neutralisationsmittel    wird  anschliessend durch weiteres Erhitzen im Vakuum    entfernt. Man erhält eine     zähviskose    Schmelze, die  zu einem thermoplastischen, bei 240  schmelzenden       Kunststoff    erstarrt, der z. B. zur Herstellung von       Spritzgusskörpern    und von durch     Verstrecken        orien-          tierbaren    Fasern, Borsten und Filmen aus der  Schmelze oder aus Lösung, z.

   B. in     Methylenchlorid,     geeignet ist. Der     K-Wert,    gemessen in     m-Kresol,    be  trägt 51. Die Schmelzen des Kunststoffes sind bei  Verarbeitungstemperaturen bis über 300  ohne Zer  setzung und     Kohlensäureabspaltung    beständig. Die  aus der Schmelze hergestellten Formkörper wider  stehen erhöhten Temperaturen, auch in Gegenwart  von Wasser, über lange Zeiträume.  



  <I>Beispiel 3</I>  Ein Gemisch von 550 Gewichtsteilen des     Bis-          phenylcarbonates    des     2,2-(4,4'-Dioxydiphenyl)-pro-          pans,    228 Gewichtsteilen     2,2-(4,4'-Dioxydiphenyl)-          propan    und 0,015 Gewichtsteil des     Natriumsalzes     des     2,2-(4,4'-Dioxydiphenyl)-propans    wird unter  Rühren und überleiten von Stickstoff aufgeschmol  zen.

   Bei Temperaturen zwischen 120 und 200  wird  das sich abspaltende Phenol bei 20     Torr        abdestilliert.     Anschliessend wird durch weiteres 3stündiges Er  hitzen auf 280  unter einem Druck von 0,5     Torr     eine     zähviskose    Schmelze erhalten. Nun wird das im  Katalysator enthaltene Alkali durch Zugabe von 0,3  Gewichtsteil     Dimethylsulfat    zu der Schmelze neutra  lisiert und der     überschuss    des     Neutralisationsmittels     im Vakuum entfernt.

   Es wird eine     zähviskose,    farb  lose Schmelze erhalten, die beim Abkühlen zu einem  Kunststoff mit einem     K-Wert,    gemessen in     m-Kresol     von 53 erstarrt, der sich aus der Schmelze zu Fasern  und Filmen verarbeiten lässt.    <I>Beispiel 4</I>  Ein Gemisch von 550 Gewichtsteilen     2,2-(4,4'-          Dioxydiphenyl)-butan,    650 Gewichtsteilen     Diphenyl-          carbonat    und 0,025 Gewichtsteil des     Kaliumsalzes     des     2,2-(4,4'-Dioxydiphenyl)-propans    wird unter  Rühren und Überleiten von Stickstoff bei 120  auf  geschmolzen.

   Das bei der     Umesterung    sich abspal  tende Phenol destilliert praktisch vollständig bei  einer Temperatur der Schmelze zwischen 120 und  180  im Verlauf von 30 Minuten bei 20     Torr    ab.  Durch weiteres Rühren und Erhitzen auf 280  bei  0,5     Torr    wird die Polykondensation weitergeführt.  Das im Katalysator enthaltene Alkali wird dann  durch Einleiten von 0,8 Gewichtsteil     Dimethylsulfat      in     Dampfform    mit Stickstoff als Trägergas in die       Schmelze    neutralisiert.

   Anschliessend wird noch       ii2    Stunde bei 0,5     Torr    und 280      Schmelztemperatur     gerührt, wobei das überschüssige     Dimethylsulfat    ab  destilliert. Man erhält ein     Polycarbonat    vom K  Wert 48, gemessen in     m-Kresol,    das bei 210        schmilzt    und sich ohne     Kohlensäureabspaltung    bei  Temperaturen bis über 300  zu     Spritzgusskörpern,          verstreckbaren    Fasern, Filmen usw. aus der Schmelze  verarbeiten lässt.

   Die aus dem     Polycarbonat    her  gestellten geformten Gebilde zeigen eine ausser-           gewöhnliche    Beständigkeit gegen erhöhte Tempera  turen, auch in Gegenwart von Feuchtigkeit.  



  <I>Beispiel 5</I>  Ein Gemisch von 45 Gewichtsteilen     2,2-(4,4'-          Dioxydiphenyl)    -     propan,    50 Gewichtsteilen     Di-o-          kresylcarbonat,    0,007 Gewichtsteilen     Calciumhydrid     und 0,01 Gewichtsteil     Natriumbenzoat    wird unter  Rühren und Überleiten von Stickstoff aufgeschmol  zen. Die Hauptmenge des abgespaltenen     Kresols          destilliert    bei Temperaturen von 140-200  bei 20       Torr    ab.

   Nach weiterem 3stündigem Erhitzen auf  280  bei 0,5     Torr    wird in die erhaltene hochviskose       Schmelze    0,1 Gewichtsteil     Ammoniumbisulfat    ein  gerührt. Dann wird noch eine weitere halbe Stunde  bei 280  und 0,5     Torr    gerührt, wobei das über  schüssige     Ammoniumbisulfat    entfernt wird. Man er  hält eine hochviskose     Schmelze    eines     Polycarbonats     mit dem     K-Wert    = 49, gemessen     in        m-Kresol,    und  den     in    Beispiel 2 angegebenen Eigenschaften.



  Process for the production of high molecular weight fiber and film-forming polycarbonates To produce polyesters from dicarboxylic acids and dioxy compounds, the free dicarboxylic acids can be esterified with the dioxy compounds with elimination of water at a higher temperature. High molecular weight film- and fiber-forming products are difficult to obtain using this process.

   In order to produce high molecular weight polyesters, it is therefore preferred to transesterify the esters of dicarboxylic acids and volatile oxy compounds with dioxy compounds with elimination of the volatile oxy compound at a higher temperature.



  While the esterification can normally also be carried out at a sufficient speed without catalysts, the transesterification generally requires basic catalysts. With acidic catalysts, the transesterification proceeds only extremely slowly. With the usual transesterification processes, the added catalysts remain in the end product.



  If alkaline catalysts are used in the transesterification of diesters of carbonic acid with volatile aliphatic or aromatic compounds by aliphatic or aromatic dioxy compounds, then as a rule no high molecular weight film and fiber-forming products are obtained, since these catalysts are based on high molecular weight polycarbonate - nate have a corrosive effect.



  The procedure has therefore already been to initiate the reaction of aliphatic dioxy compounds with carbonates of monofunctional oxy compounds in the presence of non-volatile, sparingly water-soluble carboxylic acids and a greater than equivalent amount of an alkali metal, which dissolves the low molecular weight product initially formed in a solvent, by extraction with dilute acid, e.g.

   B. aqueous hydrochloric acid, the alkali metal, but not the carboxylic acid is removed and then, after distilling off the solvent, the reaction continues until a high molecular film and fiber-forming product is formed.



  This procedure is extremely cumbersome. In addition, the added, water-insoluble, low-volatility carboxylic acid remains in the high-molecular polyester. However, when processing high-melting, high-molecular-weight polycarbonates in particular, both acidic and basic components cause a breakdown in the melt flow, which has the effect of forming gaseous carbonic acid. These gas bubbles make the production of perfectly shaped structures, such as films, fibers and bristles etc., practically impossible from the melt flow.

   Moldings made from polycarbonates produced in this way also show a lack of resistance to water, especially at higher temperatures.



  Aromatic dioxy compounds can be converted into high molecular weight film- and fiber-forming polycarbonates even with suitable basic catalysts which are present during the entire transesterification period. However, the catalysts remaining in the end product also cause a breakdown during processing, which takes place with the formation of carbonic acid. In this way, when it is melted, vesicular melts are obtained which make processing difficult or impossible.



  Moldings produced from these melts show a reduced resistance to higher temperatures and to water, in particular at higher temperatures.



  It has now been found that these difficulties in the production of high molecular weight, fiber and film-forming polycarbonates by transesterification of a) neutral carbonic acid esters of monooxy compounds or b) diaryl, dialkyl or dicycloalkyl esters of dibasic acids of the formula mel
EMI0002.0006
    in which R means the remainder that remains,

   if one removes the two OH groups in a di-monooxyaryl-alkane or di-monooxy-aryl-cycloalkane, with dioxy compounds or by polycondensation of the esters mentioned under b) with themselves in the presence of basic catalysts can be overcome in that the catalysts during or at the end of the reaction, preferably towards the end of the reaction, are neutralized by adding base-binding substances to the melt.



  The inventive method can be used with some advantages for the production of polycarbonates of aliphatic dioxy compounds, such as diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, thiodiglycol, di- or di- or propylene oxide produced from 1,2-propylene oxide.

       Polyglycols, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,10-decanediol, m- and p-xylylene glycol, of cycloaliphatic dioxy compounds. such as quinite, 2,2- (4,4'-dioxydicyclohexyl) propane and 2,6-dioxy-decahydronaphthalene, of aromatic dioxy compounds such as 1,1- (4,4'-dioxydiphenyl)

  -1-phenyl-ethane, hydroquinone, resorcin, 4,4'-dioxydiphenyl, 1,4-dioxynaphthalene, 1,6-dioxynaphthalene, 2,6-dioxynaphthalene, 1,5-dioxy-anthracene and m- and p- Oxybenzyl alcohol and, in particular, di-monooxyaryl-alkanes or -cycloalkanes, such as (4,4'-dioxydiphenyl) methane, 2,2- (4,4 '- dioxydiphenyl) propane, 1,

  1 - (4,4'-dioxydiphenyl) -cyclohexane, 1,1- (4,4'-dioxy-3,3'-dimethyldiphenyl) -cyclohexane, 3,4- (4,4'-dioxydiphenyl) -hexane, 2,2- (4,4'-dioxydiphenyl) -butane, 2,2- (4,4'-dioxydiphenyl) -pentane, 3,3- (4,4'-dioxydiphenyl) -pentane, 2,2- (4,4'-dioxydiphenyl) -3-methyl-butane, 2,2- (4,4'-dioxydiphenyl) -hexane, 2,2- (4,4'-dioxydiphenyl) -4-methyl -pentane,

          2,2- (4,4'-dioxydiphenyl) -heptane, 4,4- (4,4'-dioxydiphenyl) -heptane and 2,2- (4,4'-dioxydiphenyl) -tridecane.



  Suitable diesters of carbonic acid with monofunctional oxy compounds for transesterification are: aliphatic diesters such as diethyl, dipropyl, dibutyl, diamyl, dioctyl, methylethyl, ethylpropyl and ethylbutyl carbonate, cycloaliphatic diesters,

      such as dicyclohexyl and dicyclopentyl carbonate, but preferably diaryl esters such as diphenyl and ditoluyl carbonate, and also diesters such as methylcyclohexyl, ethylcyclohexyl, methylphenyl, ethylphenyl and cyclohexylphenyl carbonate.



  You can also use diaryl, dialkyl or dicycloalkyl esters of dibasic acids of the formula
EMI0002.0111
    in which R denotes the remainder that remains when the two OH groups are removed from a di-monooxyaryl-alkane or di-mono-oxyaryl-cycloalkane which, when heated, go out with splitting off the corresponding diester of carbonic acid or when heated with dioxy compounds, with cleavage of the monofunctional oxy compounds, transesters.



  The following basic catalysts can be added: alkali metals such as lithium, sodium, potassium, alkaline earth metals such as magnesium, calcium, barium, alcoholates of alkali or alkaline earth metals such as sodium methylate, calcium ethylate, phenolates such as phenol sodium, sodium salts of - Di- monooxyaryl alkanes,

      Hydrides of the alkali and alkaline earth metals, such as lithium hydride, calcium hydride, oxides of the alkali and alkaline earth metals, such as lithium oxide, sodium oxide, amides of the alkali and alkaline earth metals, such as sodium amide, calcium amide, and basic salts of the alkali and alkaline earth metals with organic or inorganic acids such as sodium acetate,

          Sodium benzoate and sodium carbonate.



  To neutralize these basic catalysts, a large number of organic and inorganic substances that bind hasen according to the invention can be used, for example. B. aromatic sulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid, organic acid halides such as stearic acid chloride, butyric acid chloride, benzoyl chloride and toluenesulfochloride, chlorocarbonic acid esters such as phenyl chloroformate, chloroformic acid ester of 4-oxydiphenyl,

          Bis-chloroformic acid esters of di-monooxyaryl-alkanes, dialkyl sulfates such as dimethyl sulfate and dibutyl sulfate, organic chlorine compounds such as benzyl chloride and co-chloroacetophenone, and acid salts of more basic inorganic acids such as ammonium bisulfate. Particularly suitable at the transesterification temperatures in a high vacuum are volatile substances that bind

   since with these any excess over the basic catalysts to be neutralized can be removed from the melt in a simple manner. This group includes of the substances mentioned above, for. B. dimethyl sulfate, phenyl chloroformate and benzoyl chloride.



  The reaction is preferably initiated at temperatures between 50 and 330, in particular between 100 and 300, and while distilling off the cleaved compounds at elevated temperature, preferably in a vacuum and while introducing nitrogen, continued until the desired or approximately the desired degree of condensation is reached. Now the rabbit-binding substances are brought into the viscous melt. This can e.g. B. be carried out in such a way that the precisely weighed amount sufficient to neutralize the basic catalysts is stirred into the viscous melt, or that volatile, has-binding substances, optionally together with an inert carrier gas such as nitrogen, are introduced into the melt in vapor form .

   In the case of volatile, base-binding substances, an excess over the amount of the basic catalyst used can be used, which can then be removed by evacuation.



  After the catalyst has been neutralized, the transesterification can be continued to a limited extent to achieve a desired molecular weight, if necessary.



  After the end of the polycondensation, the polycarbonate melt formed can be converted into granules or directly into shaped structures, such as films, fibers, bristles, etc., in the customary manner. The polycarbonates obtained can be processed in the melt flow without the occurrence of carbonic acid bubbles caused by degradation; they do not show any carbonic acid evolution even after prolonged heating above their melting point. Shaped structures produced from the melts are distinguished by their particular stability against elevated temperatures, even in the presence of water.



  <I> Example 1 </I> A mixture of 40 parts by weight of hexanediol (1.6), 42 parts by weight of diethyl carbonate and 0.003 part by weight of sodium ethylate becomes 1 / #. Heated to 100-130 for 1 hour with stirring and reflux while passing nitrogen over it.

   The ethyl alcohol split off during the transesterification is distilled off via a column. After stirring for a further 3 hours at 200 under a pressure of 30 torr, the sodium ethylate used as the catalyst is neutralized by stirring 0.1 part by weight of phenyl chlorine into the melt. The condensation is then carried out under a pressure of 0.5 Torr by heating to 250 to the end within 3 hours.

   The excess neutralizing agent is distilled off. A viscous melt is obtained which solidifies to form a colorless, highly polymeric body which, measured in m-cresol, has a K value of 65.4 and is e.g. B. can be processed from the melt into stretchable threads and films. The softening point is around 60.



  <I> Example 2 </I> A mixture of 45.6 parts by weight of 2,2- (4,4'-dioxydiphenyl) propane, 47.1 parts by weight of diphenyl carbonate and 0.008 part by weight of lithium hydride is added with stirring in a nitrogen atmosphere 110-150 melted. The phenol which is split off is then distilled off at a further elevated temperature to 210 and a pressure of 20 torr. The pressure is then reduced to 0.2 torr and the temperature is increased to 250 for one hour and to 280 for two additional hours.

   Towards the end of the condensation, the catalyst is neutralized by stirring 0.05 part by weight of dimethyl sulfate into the melt. The excess neutralizing agent is then removed by further heating in vacuo. A viscous melt is obtained which solidifies to a thermoplastic plastic which melts at 240 and which z. B. for the production of injection moldings and orientable by stretching fibers, bristles and films from the melt or from solution, z.

   B. in methylene chloride is suitable. The K value, measured in m-cresol, is 51. The melts of the plastic are stable at processing temperatures of over 300 without decomposition and carbon dioxide release. The moldings produced from the melt withstand elevated temperatures, even in the presence of water, over long periods of time.



  <I> Example 3 </I> A mixture of 550 parts by weight of the bisphenyl carbonate of 2,2- (4,4'-dioxydiphenyl) propane, 228 parts by weight of 2,2- (4,4'-dioxydiphenyl) - Propane and 0.015 part by weight of the sodium salt of 2,2- (4,4'-dioxydiphenyl) propane is melted with stirring and passing nitrogen over it.

   At temperatures between 120 and 200, the phenol which is split off is distilled off at 20 torr. A viscous melt is then obtained by heating to 280 for a further 3 hours under a pressure of 0.5 Torr. Now the alkali contained in the catalyst is neutralized by adding 0.3 part by weight of dimethyl sulfate to the melt and the excess of the neutralizing agent is removed in vacuo.

   A viscous, colorless melt is obtained which solidifies on cooling to form a plastic with a K value, measured in m-cresol of 53, which can be processed from the melt into fibers and films. <I> Example 4 </I> A mixture of 550 parts by weight of 2,2- (4,4'-dioxydiphenyl) butane, 650 parts by weight of diphenyl carbonate and 0.025 part by weight of the potassium salt of 2,2- (4,4'- Dioxydiphenyl) propane is melted at 120 while stirring and passing nitrogen over it.

   The phenol which is split off during the transesterification distills off practically completely at a temperature of the melt between 120 and 180 in the course of 30 minutes at 20 torr. The polycondensation is continued by further stirring and heating to 280 at 0.5 Torr. The alkali contained in the catalyst is then neutralized by introducing 0.8 part by weight of dimethyl sulfate in vapor form with nitrogen as the carrier gas into the melt.

   The mixture is then stirred for a further 2 hours at 0.5 torr and a melting temperature of 280, the excess dimethyl sulfate being distilled off. A polycarbonate with a K value of 48, measured in m-cresol, is obtained, which melts at 210 and can be processed from the melt at temperatures up to over 300 to give injection moldings, stretchable fibers, films, etc. without splitting off carbon dioxide.

   The molded structures made from the polycarbonate show exceptional resistance to elevated temperatures, even in the presence of moisture.



  <I> Example 5 </I> A mixture of 45 parts by weight of 2,2- (4,4'-dioxydiphenyl) propane, 50 parts by weight of di-cresyl carbonate, 0.007 part by weight of calcium hydride and 0.01 part by weight of sodium benzoate is added with stirring and Passing over nitrogen melted zen. The majority of the split off cresol distilled off at temperatures of 140-200 at 20 Torr.

   After a further 3 hours of heating to 280 at 0.5 Torr, 0.1 part by weight of ammonium bisulfate is stirred into the highly viscous melt obtained. The mixture is then stirred for a further half an hour at 280 and 0.5 torr, the excess ammonium bisulfate being removed. He holds a highly viscous melt of a polycarbonate with the K value = 49, measured in m-cresol, and the properties given in Example 2.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen faser- und filmbildenden Polycarbonaten durch Um- esterung von a) neutralen - Kohlensäureestern von Monooxyverbindungen oder b) Diaryl-, Dialkyl- oder Dicycloalkylestem von zweibasischen Säuren der Formel EMI0004.0033 in der R den Rest bedeutet, der verbleibt, PATENT CLAIM Process for the production of high molecular weight fiber and film-forming polycarbonates by transesterification of a) neutral carbonic acid esters of monooxy compounds or b) diaryl, dialkyl or dicycloalkyl esters of dibasic acids of the formula EMI0004.0033 in which R means the remainder that remains, wenn man bei einem Di-monooxyaryl-alkan oder Di-monooxy- aryl-cycloalkan die beiden OH-Gruppen wegnimmt, mit Dioxyverbindungen oder durch Polykondensation der unter b) genannten Ester mit sich selbst in Ge genwart basischer Katalysatoren, dadurch gekenn zeichnet, dass die Katalysatoren im Verlaufe oder am Schluss der Umsetzung durch Zugabe von hasen bindenden Stoffen zu der Schmelze neutralisiert wer den. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Katalysatoren gegen Ende der Umsetzung neutralisiert werden. 2. if one removes the two OH groups in a di-monooxyaryl-alkane or di-monooxy-aryl-cycloalkane, with dioxy compounds or by polycondensation of the esters mentioned under b) with themselves in the presence of basic catalysts, characterized in that the Catalysts are neutralized in the course of or at the end of the reaction by adding rabbit-binding substances to the melt. SUBClaims 1. The method according to claim, characterized in that the catalysts are neutralized towards the end of the reaction. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man flüchtige hasenbindende Stoffe verwendet. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unter anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Überschuss an hasenbindenden Stoffen aus der Schmelze entfernt. 4. Verfahren nach Patentanspruch und den Un teransprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass man den Überschuss an hasenbindenden Stoffen durch Verdampfen entfernt. 5. Verfahren nach Patentanspruch und den Un teransprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass man den Überschuss an hasenbindenden Stoffen durch Sublimieren entfernt. Process according to claim, characterized in that volatile rabbit-binding substances are used. 3. The method according to claim and sub-claim 2, characterized in that an excess of rabbit-binding substances is removed from the melt. 4. The method according to claim and the sub-claims 2 and 3, characterized in that the excess of rabbit-binding substances is removed by evaporation. 5. The method according to claim and the subclaims 2 and 3, characterized in that the excess of rabbit-binding substances is removed by sublimation.
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