CH432833A - Verfahren zur Herstellung von linearen Polyharnstoffen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von linearen Polyharnstoffen

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CH432833A
CH432833A CH1413361A CH1413361A CH432833A CH 432833 A CH432833 A CH 432833A CH 1413361 A CH1413361 A CH 1413361A CH 1413361 A CH1413361 A CH 1413361A CH 432833 A CH432833 A CH 432833A
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polyurea
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CH1413361A
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Eugen Dr Griebsch
Rudolf Dr Pasedag
Martin Dr Wallis
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Schering Ag
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/02Polyureas

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Description


  



  Verfahren zur Herstellung von linearen Polyharnstoffen
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur   Hersbell, ung    von linearen   Polyharnstoffem durch Cokon-      denaation von Diaminen und Kohlensäure oder funk-    , tionellen Derivaten der Kohlensäure.



   Lineare thermoplastische   Polyhamstoffe    aus aliphatischen Diaminen hab ausgezeichnete physikalische und chemische Eigenschaften. Von Nachteil ist für die technische Verwertung der Polyharnstoffe der meist zu hohe   Schmelzpunkt und. der nur    wenig oberhalb des Schmelzpunktes liegende Zersetzungspunkt. Es ist zwar   bekannt, durch Copolymerisaition von verschiedenen substituierten alicyclischen Diaminan Polybamstoffe mit niederen Schmelzpunkten herzustellen. Ferner ist. es auch    möglich, die Löslichkeit von   P. olyharnstoffen aus aroma-    tischen Diaminen   durch Copolymerlsaüan    mit   cycloali-      phatischen    Diaminen zu verbessern.

   Die mechanischen Eigenschaften dieser Polyharnstoffe sind bisher aber nicht befriedigend    Es wurde mm gefunden,    dass die nachteiligen Eigen  schaften der bekannten Polyharnstoffe vermieden wer-    den können, wenn man bei der Herstellung nach an sich bekannten Verfahren aus Diaminen und Kohlensäure oder funktionellen Derivaten der Kohlensäure als Diamine solche, der   allgemeinen Formel (I) verwendet,   
H2N-Y-X-Z-NH2 in der X den zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest -C2H2R1R2- oder den gegebenenfalls ungesättigten   hydroaromatischen Rast   
EMI1.1     
 und Y und Z   einen.

   gegebenenfalls ungesättigten,    nicht substituierten zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest mit bis zu 16 C-Atomen bedeuten oder auch entfallen können, wobei   Rt    einen   gegebenanfalls'ungesättigten,nicht    substituierten einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit bis zu 16 C-Atomen und R2 Wasserstoff oder R1 darstellen, oder dass man als   s Diamine,    ein   Amingemisch aus Ver-    tretern von mindestens zwei der   folgernden Gruppen ver-    wendet, nämlich unverzweigten aliphatischen Diaminen, die auch Heteroatome in der Kette enthalten können, u, nd Diaminen der Formel (I) und   cycloaliphaiischen    Diaminen der Formel (11)
EMI1.2     
 in der R3 und R4 Wasserstoff und/oder niederes Alkyl   dstellen.



   Folgend werden Beispiele für'geeignete Diamine. der    allgemeinen Formel (I) mit der erfindungsgemässen Wirkung angegeben. Als bevorzugt verwendbar haben sich 9-Amino-methyl-stearylamin, 10-Aminomethylstearylamin oder deren Gemische erwiesen. Geeignet . sind auch die in bekannter Weise über die entsprechenden Dinitrile und deren Hydrierung zugänglichen Diamine aus   Cn-Dicarbonaäurem, die durch Hydroformy-    lierung von Ölsäuren und anschliessende Oxydation zugänglich sind. Beispielsweise können ferner auch Diamine verwendet werden, bei denen mindestens eine Aminogruppe am   sekundären KohlenstoNatom. sitzt, wie      z.    B. 9. bzw. 10-Amino-stearylamin oder deren Ge  mische.

   Verwendbar sind. gegebenenfalls. auch Diamine,    die sich von Diels-Alder-Addukten von Acrylnitril an Holzölfettsäuremethylester durch Nitrilierung und Hydrierung ableiten, sowie Diamine, die aus dimerisierten natürlichen ungesättigten Fettsäuren herstellbar sind. Die   aufgeführtenAminesindleichtzugängUchundihre    Verwendung ist auch wegen des hohen Molgewichtes und des dadurch   : geri. ngen Stiokstoffgehaltes von wirtschaft-    lichem Vorteil.   Anstelle dar Amine können. auch ther-      misch spaltbare Salze wie    z. B. die Carbonate   verwen-    det verden.



   Als reaktionsfähige Kohlensäurederivate, die für eine  Cokondensation mit Diaminen geeignet sind, können Kohlendioxyd, Kohlensäureester, Phosgen, Harnstoff, Diureidoverbindungen oder Diimidazolylcarbonyl verwendet werden. Verfahren zur Polykondensation von Diaminen mit derartigen reaktionsfähigen Kohlensäurederivaten sind d bekannt. Beispielsweise können die Diaminkomponenten mit Kohlensäure unter Druck umgesetzt werden und die Umsetzung der Diaminkomponenten kann mit Phosgen, Kohlensäureestenn oder Diimid , azolylcarbonyl, gegebenenfalls mit anschliessender Nachkondensation mit Harnstoff durchgeführt werden.



   Bei   der Herstellung dees Polyhar. nstoffes    aus Di . aminen und Harnstoff   erfolgt, gegebenenfalls    nach Zu  , gabe    des   Kettenabbrechsrs, die eiste    Phase bei 120 bis   140 .    Hierbei bilden sich durch   Spaltung des Harnstof-    fes in Isocyansäure mit den diaminen monomere Monoureidoverbindungen der Diamine. Ein Überschneiten der   Tamperatur dieser Stufe    ist zu   venneiden, da dies    bei der nachfolgenden Kondensationsstufe zu Vernetzungen   Anlass gibt. Die eigentliche Polykondensationsreak-    tion unter Austritt eines zweiten Mols Ammoniak beginnt bei 150 bis   180  und wird bei    200 bis   300  zu      Ende gefuhrt.

   In der Endphase wird vorteilhalterweise    Vakuum angelegt. Zum Erreichen eines bestimmten Molgewichtes bzw.. reproduzierbarer, bestimmter Eigen  schaften des Polyhamistaffs muss weiterhin eine mono-    funktionelle Verbindung, z. B. ein Monoamin, als Kettenabbrechder verwendet werden.

   Es kommen auch Ver  bindungen wie Monocanbonsäuren m Betracht, die    mit   ,    freien Aminoendgruppen reagieren können, wo  durchdieseblockiertwerden.Diebisherverwendeten    Kettenabbrecher waren unter Bedingungen der Polyharnstoffherstellung flüchtige Verbindungen    Die erfindungsgemäss erhältlichen Polyharnstoffe    aus unverzweigten und verzweigten Diaminen der Formel (I)   ermöglichengegenüberunverzwe < igtenPolyham-    stoffen eine Senkung der Verarbeitungstemperatur um   40    bis   60 .    Überraschend ist, dass demgegenüber die   Erweichungstemperatur, welche das zähelastische    Zu  standsgebiet vom weichelastischen trennt,

   nur gering-      fügig nach niederen Temperaturen verschoben    ist. Die Erweichungstemperatur der   erfindungsgemässen Poly-    harnstoffe aus   unverzweigten und vsrzwejgten Diaminen    liegt dabei noch um 10 bis 20  höher als die von Polyamiden. Damit bleiben die hervorragenden Gebrauchs  eigenschaftendererfindungsgemässenProdukteimTem- peraturbereich normaler Anwendungsgebiete für Ther-      moplasten    voll erhalten, während die Verarbeitung eine   entscheidende Erleichterung erfährt.

   Der erniedrigte Schmelzpunkt gestattet nämlich eine bequeme und wirt-      schaftliche Verarbeitung    auf den, gebräuchlichen Ma  schinen innerhalb eines grossen Temperaturbereiches    ohne Gefahr einer Zersetzung, da der Intervall zwischen   SchmelzpunktundZersetzungspunktgegenüberdenbe-      kannten Polyhamstoffen wesentlich verbreitert    ist.



   Die erfindungsgemäss herstellbaren Polyharnstoffe aus unverzweigten und verzweigten Diaminen der Formel   (I)    zeigen eine hohe Schmelzviskosität, wie sie auch für hochmolekulare Polyolefine gefunden wird, und ge  währleisten damit sine einwandfreie Verarbeitung auf    der Schneckenpresse, insbesondere zur Herstellung hohlgeformter Antrikel wie Rohne, Flaschen, Behälter, zur Herstellung von schwierigen Profilstücken, sowie zur Kabelummantelung, ferner zur Verarbeitung von Platten durch Vakuumverformung.

   Auch auf Spritzgussmaschinen ergibt sich eine erheblich vereinfachte Verarbeitung, da infolge dieser hohen Schmelzviskosität komplizierte   Verschlussidiis, em in Fortfall kommen können.    Auch für    das Wirbelsinterverfahren sind die erfindungsgemässen Polyharnsitoffe, gagebenemfalls unter Zusatz von Pigmen-    ten, geeignet.



      Weiterhin zeichnen sich die erfindungsgemäss er-    hältlichen Polyharnstoffe aus unverzweigten und verzweigten Diaminen der Formel   ej    durch die sehr geringe Wasseraufnahme von 0, 25 bis 0, 45 % (in 24   Stun-    den) gegenüber den linearen Polyharnstoffen mit   unver-      zweiigter Diaminkompomente und    den Polyamiden aus.



  Dies bedingt eine ausgezeichnete Konstanz der   dielektri-      schen Werte.    Die neum   Polymeren sind benzinfest.   



     Gegenüber den unverzweigtkettigen Polyhams. toffen    be   sitzen sie ausserdem eine-wesentlich höheice Stabilität    gegen Schockbeanspruchung (Kerbschlagzähigkeit), was   fiir    die Herstellung von z. B. Zahnrädern von Bedeutung ist.



   Weitere Verbesserungen der mechanischen und thermischen Eigenschaften besonders im Hinblick auf die Erweichungstemperatur gegenüber den bekannten   Polyhams. toffen wenden erzielt, wenn man Gemische    von Diaminen der Formel   (I)    und Diaminen der   allge-      meinan Fofmel (II) einsstzt.   



   Hierbei kommt als bevorzugtes Amin 4,   4'-Diamino-      dicyclobexyhnethan in Betracht.    So wind z. B. die Er  weichungstemperatur eines Polyharnstoffes    aus   Non. a-      methylendiamindurchdieMitverwendungvon    4, 4'-Diamino-dicyclohexylmethan um 25  auf 105  erhöht und entsprechend dem Erweichungspunkt eines linearen Polyharnstoffes aus Nonamethylendiamin und 9- und
10-Aminomethyl-stearylamin durch die Mitverwendung von 4, 4'-Diamino-dicyclohexylmethan um   30 auf 90     'erhöht.



   Dieser   Berund    war sehr überraschend, da im allge  meinen mit steigernder Anzahl    der Cokomponenten eines Polymeren dessen Erweichungstemperatur abnimmt, während mit   dEem,    erfindungsgemässen Zusatz des cycloaliphatischen Diamins, trotz Zufügens einer weiteren Komponente, in allen Fällen n eine beträchtliche   Steigerungbeobachtetwurde.DieErweichungstempera-    tur   einiger tripolymerer Polyhamstoffe liegt bei günsti-      ger Wahl das    Zusatzes   tuber    der des zugrundeliegenden linearen   Homopolybarnstoffes. Dabei    tritt keine Beeinträchtigung der anderen günstigen erwünschten Eigenschaften ein.

   Im Gegenteil erfolgt gleichzeitig eine Ver  besserung der Zerreissfestigkeit    und Fliessspannung um etwa   100      kg.    cm-2.



   Die Menge   lan zulgesetzbem    4,   4'-Diamino-diyclohex-      ylmetham kaum l    bis 50 Gew.% Diamin, bezogen auf das erhaltene Polymere, betragen. Bei Zusatz von 10 bis   15"/o aber wind bereits eine ausreichende Wirkung hin-    sichtlich der Erweichungstemperatur, bei Zusatz von 9 bis 11 % eine maximale Wirkung hinsichtlich der Zer  Beissfesti) gkeit    und Fliesspannung erzielt. %
Die Eigenschaften dieser Polyharnstoffe lassen sich einerseits durch den Gehalt an dem erfindungsgemäss zu verwendenden cycloaliphatischen Diamin, andererseits durch das mittels Kettensbbrecher regulierbare Molgewicht einstellen.

   Die Schmelzpunkte sind hauptsächlich vom Verhältnis der Diamine der allgemeinen Formel   (I)      und der unverzweigtem Diamine zueinander,      wenig. nur vom Gehalt am    4, 4'-Diamino-dicyclohexyl  mathan abhängig. Unbaeinflusst von diesem Zusatz las-    sen sich weiterhin Produkte mit hoher   Schmelzviskosi-      tät    und Kerbschlagzähigkeit herstellen. Zusätzlich bedingt die erfindungsgemässe cycloaliphatische Cokompo  mente    eine gesteigerte Durchsichtigkeit. Damit bleiben   die guten Gebrauchseigenschaften der Polyhamstoffe    voll   erhalten und werden, hinsichtlich Wärmebeständig-    keit und mechanischer Festigkeit erheblich verbessert.



  Ihr Einsatz zur Herstellung schwierig zu formender Teile,   zur Verarbeitung. auf Schneckenpressen und      Spritzgussmaschinen,    zur   Kabelummantelung    usw. bleibt   gewährleistet. Die erhöhte Durchsichtigkeit erschliesst    neue Anwendungsgebiete. Es ist   zweckmässig,    die Polymeren vor dem Einsatz gut zu trocknen.



   Die. nachfolgenden Beispiels erläutern das   erfin-      dungsgemässeVerfahren.    Dabei   wucde die Lösun. gs-    viskosität   t    in 1%i ger   Lösung in. m-'Kresol    bei 20 , der   Erweichungspunjkt aus der Temperaturabhängigkeit des      Torsionsmoduls von. abgeschreckten Folien    nach DIN 53 445,   die Zerreissfestigkeit    an   No. nnstäben    St III nach DIN 53 504 bei einer   Zerreissgeschwindigkeit    von   100    mm/mi, ebenfalls an abgeschreckten Folien, bestimmt.



   Beispiele    1.      81,    2 g   Nonamethylendiamin (Ammzahl    710), 39, 7 g Hexamethylendiamin (Aminzahl 967), 51, 0 g   .einesGemischesaus9-und10-Aminomelhyl-stearyl-    amin (Aminzahl 376) (Molverhältnis 3 : 2 : 1), 61, 6 g Harnstoff und 5, 96 g N-Pelargonoyl-nonamethylendiamin (als Abbrecher für das theoretische Molgewicht 17   000)    werden vermischt und unter einer Atmosphäre von Reinstickstoff in einem VA-Gefäss unte Rühren auf 130  erhitzt, wobei NH3-Entwicklung erfolgt. Nach 1   Stunde lässt die NHg-Entwicklung nach und es wird auf    240  erhitzt, wobei erneute NH3-Entwicklung eintritt und die Schmelze viskos wird.

   Nach 2 Stunden wird zur   Beendigung der Reakion IVg Stunden bei    2 mm   Queck-    silber weitererhitzt. Nach dem Erkalten resultiert ein glasklarer   Polyhamstoff      von guter Zahfestigkeit    mit   einer Lösungsviskosität von # 1 % =    2, 2 in Kresol (bei 25 ), der sich blasenfrei mit der   Spritzgussmaschin, e bei    175  zu einwandfreien Formteilen verarbeiten lässt.

   Der Erweichungspunkt der bei Raumtemperatur zähfesten und flexiblen Folien,   lie ;    gt bei 50 bis   60 ,    die Wärme  beständi. gkeit-definiert als diejenige Temperatur,    bei der der Torsionsmodul den Wert 3.   10'.      dyn.cmerreicht    -bei   185 .    Der Schmelzpunkt liegt bei   175 .    Zerreiss  versuohe    an   Normstäben    St III nach DIN 53 504 ergeben bei einer Zerreissgeschwindigkeit von   100    mm/ min. eine   Zerreissfestigkeit von 400 kg#cm-2 und    eine Zerreissdehnung von 250%. Die Kerbschlagzähigkeit   petit      1,      2    cm kg/cm2.



   2. 58, 9 g   NonamBthylendiamin (Aminzahl    710),   37,    0 g   Gemis,..    von 9-bzw. 10-Aminomethyl-stearylamin (Aminzahl 376) (Molverhältnis 3 : 1), 29, 8 g Harnstoff und 5, 96 g N-Pelargonyl-nonamethylendiamin (für theoretisches Molgewicht 10 900) wurden unter Rühren unter r Reinstickstoff 1 Stunde auf 122 , 11/2 Stunden auf    180 ,    2 Stunden auf 240  und 2 Stunden auf 240  bei 2 mm Quecksilber erhitzt. Es resultiert ein Polyhamstoff, der nach langsamem Erkalten kristallisiert vorliegt und bei Schockbeanspruchung spröden Charakter zeigt.



  Die   Lösungsviskosität # 1 %    in Kresol beträgt 1, 74. Die Verarbeitung auf Fäden und auf Extruderware gelingt   einwandfrei. Der Schmelzpunkt liegt bei 220 .   



   3. Analog Beispiel 2 wird ein Polyhamstoff aus    1. 1,    86 g   Nonamethylendiamin (Aminzahl 710)    ; 7, 45 g Gemisch von 9-und 10-Aminomethyl-stearylamin   (Aminzahl    376)   (Molvenhättnis    3 : 1), 6, 00 g Hernstoff und   596    mg N-Pelargonoyl-nonamethylendiamin (für theoretisches Molgewicht 22 000) hergestellt. Dieser Polyharnstoff zeigt bei langsamem Erkalten gute Zäh  festigkcit und ist nicht spröde.    Die Lösungsviskosität beträ   2,    1, die Veranbeitung auf der Spritzmaschine ist einwandfrei. Der Erweichungspunkt (nach dem Tor  sionsmodul) liegt.    bei 55 bis 60 . Bei 230  bildet der   Polyharnstoff eine zähviskose, blasenfreie Schmelze..   



   4. 101, 8 g   Nonamethylondiamin (Aminzahl    691), 38, 3 g Gemisch von 9-und 10-Aminomethylstearylamin (Aminzahl 368) (Molverhältnis 5 : 1), 45, 2 g Harnstoff und 10, 48 g, ss-Naphthalinsulfonsäure-trihydrat (für theoretisches Molgewicht   8000)      wurden in Stickstoff-    atmosphäre 1 Stunde auf 130 , 1 Stunde auf 180 , 1 Stunde auf 240  und 1 Stunde auf   240  bei 2mm Queck-    siLber erhitzt. Das Polymerisat wird in Wasser. ausge  presst, wobei biegsame, Nassnifreie Stränge entstehen,    die in Kresol eine Lösungsviskosität von 2, 1 haben. Der Erweichungspunkt (nach dem   Torsionsmodul) liegt bei      60 ,    die Wärmebeständigkeit bei 185 , der Schmelzpunkt bei 220 .



     5.    Ein analog Beispiel   4    hergestellter, aber auf Molgewicht 40 000   berechneter Polyharnstoff liefert    eine hochviskose Schmelze. Der Schmelzindex (ASTM : D 1238/57 T)   betragt ig    = 0, 30   g/10    min bei 220  (5 kg Gewicht}.   Innerhalb 30 Minuten werden blaaenfreie,    glatte, zähe   Stränge    erhalten. Die Zerreissfestigkeit dieses letzteren Materials bei einer Zerreissgeschwindigkeit von 1000 mm/min beträgt 470 kg. cm-2, die Bruchdeh  nung 400"/o.    Der   hochmolekulare Polyhamatoff ist bei    200  zu flexiblen Folien verpressbar.



   6. 48, 84 g   Nonam ! ethyle, ndiamin (Aminzahl    692), 31, 83 g Gemisch 9- und   d 10-Aminomethyl-sbearylamin    (Aminzahl 368) (Molvenhältnis 3 :. 1), 24,   09    g Harnstoff und 1, 572 g   -Naphthalinsulfonsäuretrihydr. at (für      theo-    retisches Molgewicht 30 000) wurden unter Stickstoff 1 Stunde bei 130 ,   1    Stunde bei 240  und 3 Stunden im Vakuum von 3 mm Quecksilber bei 240  gerührt. Der   blasanfreie, sehr zähelastische Polyharnstoff hat    in Kresol eine Lösungsviskosität von    > 2,    8 (1%ige Lösung).



  Die Kerbschlagzähigkeit beträgt 16 cm kg/cm2, die Kugeklruckhärte 580 kgcm-2. Die Wasseraufnahme eines   Spritzguasstabes beträgt nach 60 Stunden    0, 35%, nach 84 Stunden 0, 5%, nach Sättigung 0,7 %. Nach 60 Stunden beträgt die Aufnahme an Benzin 0, 8%, an Dekalin 0, 55%, an Olivenöl 1,   7"/o. Die Zerreissfestigkeit ist gut,    insbesondere bei hohen Beanspruchungsgeschwindig  keiten.    Sie liegt an Normstäben bei 100 mm/min Zer  neissgeschwindigkeit    bei 470 kgcm-2 (Bruchdehnung 210 %). Das Material schmilzt bei 220  zu einer zähviskosen Masse auf. Der   Erweichungspunkt Hegt bei    60 bis   70 ,    die Wärmebeständigkeit bei ca. 170 .



   7. Es wurden 13, 76, g   Nonamethylendiamm      (Amim-    zahl   691),    3, 51, g Gemisch 9-, 10-Aminomethyl-stearylamin (Aminzahl 371)   (Molverbältnis    7 : 1), 5, 82 g   Harn-    stoff und 1, 19 g   N-Pelargonoyl-noname. thylendiamin    (für Molgewicht 10 000) unter Stickstoff 3/4 Stunden bei    122 ,      1    Stunde bei   180 ,    2 Stunden bei 240  und 2 Stunden im 2 mm Vakuum   (240 )    polykondensiert.



  Der Polyharnstoff zeigt die Lösunigsviskosität 1, 86 und spröden Charakter. Der Erweichungspunkt liegt bei 50   -bis    60 , die Wärmebeständigkeit bei   180 .    Der spröde Charakter des Materials geht bei   Molgewichten  > 20    000 in   steigende Zäbfestigkeit über.   



   8. 43, 48 g Hexamethylendiamin (Aminzahl 968), 37,   23    g Gemisch an   9-und    10-Aminomethyl-stearylamin (Aminzahl 376) (Molverhältnis 3 : 1), 30, 0 g Harnstoff und 596 mg g N-Pelargonoyl-nonamethylendiamine (für Molgewicht 9360) werden 1 Stunde bei 122  erhitzt. Ansteigend in 33/4 Stunden wird auf 285  erhitzt,   dort l Stunde ohne Vakuum und l Stunde bei    2 mm Quecksilber belassen. Der Polyharnstoff ist durch  sichtig, blasenfrei und spröde. Der Schmelzpunkt    liegt bei 250 bis 260 .



   9. 88, 5 g Nonamethylendiamin (Aminzahl 692), 25,   6,    2 g Hexamethylendiamin (Aminzahl 956), 33, 34 g Gemisch von 9-und   10-Aminamethyl¯s. tearylamin    (Aminzahl 368) (Molverhältnis 5 : 2 : 1), 52, 40 g   Harn-    stoff und 5, 96   g    N-Pelargonoyl-nonamethylendiamin (für Molgewicht 17 000) wurden unter Stickstoff 1 Stunde bei   135 ,    11/2 Stunden bei   180 ,      1'/2,    Stunden bei 240    u und 61/2 Stunden    im Vakuum   (240 /2 mm Quecksilber)      kondensiert. Die Losungsviskosität beträgt    dann 1, 73.



  Der Polyharnstoff ist durchsichtig und zeigt gute Zähfestigkeit. Der Erweichungspunkt Regt bei 50 bis   60 ,    die Wärmebeständigkeit bei 160 , der Schmelzpunkt bei 220 .



     10.    4,   075    g Nonamethylendiamin (Aminzahl 692), 2, 950 g   Hexamethylendiami.    n (Aminzahl 956), 7, 68 g 910-Aminomethyl-stearylamingemisch (Aminzahl 368) (Molverhältnis 1 : 1 : 1), 4, 52 g Harnstoff und 398 mg N N-Pelargonoyl-nonamethylendiamin (für Molgewicht 25 000) wurden erhitzt: 1 Stunde 128 , 1 Stunde 180 ,   1    Stunde   240 ,    21/2   Stunden 240 /2 mm Quecksilber.    Es entsteht ein blasenfreier, farbloser, durchsichtiger Polyharnstoff   mit sehr guter Kerbschlagzähigkeit und Zäh-    festigkeit sowie einem Schmelzpunkt von 180 bis   200 .   



   11. 4, 85 g   Nonamsthylendiamin (Aminzahl    692), 5, 26 g   Hexamsthylendiamin    (Aminzahl 956), 4, 56 g 9bzw. 10-Aminomethyl-stearylamin-Gemisch (Aminzahl 368) (Molverhältnis 2 : 3 : 1), 5, 38 g Harnstoff und 596 mg g N-Pelargonoyl-nonamethylendiamin (für Molegewicht 17 000) wurden unter nachfolgenden Bedingungen polykondensiert: 1 Stunde 122 , 11/2 Stunden 180 , 1 Stunde 240 , 2 Stunden 240 /2mm Quecksilben. Die Lösungsviskosität des spröden Polyharnstoffs beträgt 1,62, in 1%iger Kresollösung. Das Produkt schmilzt bei 2005.



     12.    In 1 kg 87%igem Oleylamin in 1500 ml   math,      ylenchlorid wurden bei 0  200    g wasserfreie Blausäure eingetragen. Dann wurden   2    g 96%ige Schwefelsäure  < 40 zugetropft. Nach Zugabe von   4 l Eiswasser wurde    zur Verseifung 2 Stunden am Rückfluss gekocht, wobei   Athylenchlorid abgezogen wunde.    Nach Alkalisieren wurde das rohe diamin abgetrennt. Ausbeute 94 %.



   116, 9. g Nonamethylendiamin (Aminzahl 692), 34, 7 g des hergestellten Gemisches von   9-und    10-Aminostearylamin (Aminzahl 388, Kp3 220   bis 250 ) (Molver-    hältnis 6:1), 50,4 g Harnstoff und 5,24 g ss-Naphthalinsulfonsäuretrihydrat (für Molgewicht 17 350) wurden unter Stickstoff und Rühren 11/2 Stunden. auf   128 ,      1'/,    Stunden auf 240  und 3 Stunden auf 240  im Vakuum von 4 mm Quecksilber erhitzt. Die zähe Schmelze liefert beim Erkalten Stränge des   kristallisi. erten Polyham-    stoffes.



   13. Die   Diels-Alder-Addition von    54 g Acrylnitril an 300 g Holzölmethylester in Gegenwart von 1,4 g Hydrochinon 5 Stunden im Autoklaven bei 180  durch  geführt. Das Cyclohexendngaddukt    hat eine Viskosität von 82 cP und den Brechungsindex nD 1,424. N-Analyse 4,2 % (Theonie 4,1 %).



   Die Nitrilierung des Esternitrils erfolgte bei 300  mit 0,5%iger Phosphorsäure als Katalysator im Ammoniak  strom (100 bis    120   l/Stunde). Das entstehende Dinitdl    hat nD 1, 5066. N-Analyse : 8, 95 (Theorie 9,0).



   Das Dinitril wird in der gleichen Menge Methanol gelöst, es werden 10 % Raney-Nickel zugegeben. Nach Versetzen mit der gleichen Menge flüssigem Ammoniak werden im Autoklaven 130. at Wasserstoff aufgepresst.



  Die Hydrierung wind bei 120 bis   125     und 180 at t durchgeführt.



   58 g des erhaltenen Diamins (Aminzahl 350)   werdeu    mit 204, 5 g   Non'amethyle-ndiamin (Anunzahl    694) (Molverhältnis 1 : 7), 86, 9 g Harnstoff und 5, 96 g N-Pelar  gonoy.    onamethylendiamin (für Molgewicht 30   000)    unter nachstehenden Bedingungen kondensiert :   1    Stunde   128 ,    2 Stunden   240 ,    4 Stunden   24, 0 /Vakuum    2 mm Quecksilber. Es resultiert ein Polyharnstoff mit guter Zähfestigkeit.



     , 14.    10, 76 g Nonamethylendiamin (Aminzahl 695), 4, 20 g Gemisch von 9- und 10-Amino-stearylamin (Aminzahl 356) (Molverhältnis 5 : 1), 4, 8, g Harnstoff und 776 mg 9. bzw. 10-Phenyl-stearinsäureäthylester (für theoretisches Molgewicht 17 000) werden 11/4 Stunden bei 135 , 3/4 Stunden bei 180 , 21/4 Stunden bei 240  und 3/4 Stunden bei 240 /Vakuum gerührt. Der in Wasser gepresste Polyharnstoff ist   zähEest,    blasenfrei   und    zeigt eine, gute   Oberflächenharte. Der Schmelzpunkt liegt    bei   220 .   



     , 15. Analog Beispiel    15 lässt sich, ein Polyhamstoff   mtit reichen Eigenschaften unter Verwendung    von 690 mg   9-bzw.    10-Phenyl-stearylamin herstellen.



   16. 9, 57 g Nonamethylendiamin (Aminzahl 710), 4, 56   g    eines Gemisches aus 9- und 10- Aminomethylstearylamin (Aminzahl 373), 3, 24 g 4,   4'-Diamino-di-    cyclohexylmethan (Aminzahl 523, 5) (Molverhältnis 4 : 1 : 1), 5, 45 g Harnstoff und 416 mg wasserfreie   ss-    Naphthalinsulfonsäure (als Kettenabbrecher für das theoretische Molgewicht 20 000) werden unter einer Atmosphäre von   Reinstickstoff    unter schnellem Rühren   2t/2    Stunden ansteigend von 120. auf 135  erhitzt, wobei unter NH3-Entwicklung langsame Lösung erfolgt. Nach dieser Periode klingt die NH3-Entwicklung ab und Kristallisation setzt ein.

   Beim   Weitererhitzen. auf 180  er-    folgt erneut klare Lösung und unter lebhafter NH3-Entwicklung wird die Schmelze   zunehmend viiskoser.    Nach    1    Stunde muss auf   240  erhitzt werden, um, ein Erstarren    der Schmelze zu verhindern. Nach einer weiteren Stunde hört die NH3-Entwicklung auf und es wird 1/2 Stunde   ansteigendes Vakuum an, geleet.    Es   resultriert    ein glasklarer, blasenfreier Polyharnstoff von guter Zähfestigkeit mit der   Lösungsviskosität #1 =    2,   07,    der bei 200  schmilzt und einwandfrei verarbeitet werden kann.

   Die    Erweichungstemperatur liegt bei 90 , die Zerreissfestig-    keit bei 690 kg.cm-2, die Fliesspannung bei 516 kg.cm-2, die Bruchdehnung bei 180 %.



   17. Analog werden 13, 70 g   Nonamethylendiamin    (Aminzahl 705), 5, 40 g Gemisch von 9- und 10-Amino  methyl-stearylamin (Aminzahl    372, 5), 3, 85 g 4,   4'-Di-    amino-dicyclohexylmethan (Aminzahl 523, 5)   (Molver-      hältnis    5 : 1 :

   1), 7, 17   g      Har, nsto±f    und 675   mg@      ssaphtha-    linsulfonsäuretrihydrat (für das theoretische Molgewicht 20 000) 3 Stunden bei   120    bis   130 ,      1    Sonde bei   180 ,    2 Stunden bei   240  Normaldruck und    50 Minuten bei 240  unter Vakuum   polykondensierit.    Der resultierende glasklare, zähplastische Polyharnstoff hat eine Lösungs  viskosität von    2, 02, eine Erweichungstemperatur von 90 , eine Zenreissfestigkeit von 665 kg.cm-2, eine Fliessspannung von 500 kg.cm-2 und eine Bruchdehnung von 170%. Er schmilzt bei 200 .



   18. Es werden analog Beispiel 18 14, 33 g Nona  methylendiamin    (Aminzahl   705),    5, 41 g Gemisch von 9und 10-Aminomethyl-stearylamin (Aminzahl 372, 5), 2, 57 g 4, 4'-Diamino-dicyclohexylmethan (Aminzahl   523,    5) (Molverhältnis 7, 5 : 1, 5 : 1), 7, 20 g Harnstoff und     696    mg ss-Naphthalinsulfonsäuretrihydrat (für theoreti sches Molgewicht 20 000) 23/4 Stunden bei 120 bis   130 ,   
3/4 Stunden bei   180 ,    3 Stunden bei 240  und 11/4   Stun-    den. bei 240 /Vakuum kondensiert.

   Der, gebildete glas    klare, hochelastische Potlyhamstoff schmilzt    bei   200 ,    hat   eine Lösungsviskosität #1 =    2, 15, eine Erweichungs temperatur von 80 , eine Zerreissfestigkeit von 677    kg.. cm-2,    eine   Fliessspannung von    514 kg. cm-2 und eine
Bruchdehnung von 184%.



   19. Ein analog Beispiel 19 aus 15,   45 g Nlonameth-       ylendiamin (Ammzahl      705).,    5, 83, g Gemisch, aus 9- und    lO-Aminomjethyl-stearyLamin(Ammzahl    372, 5), 10, 6 g
4,   4'-Diamino-dicyclohe,xylmothan    (Aminzahl 523, 5)  (Molverhältnis 20 : 4   :.    1), 7, 27 g Harnstoff und 696   g    ss   Naphtbalinsulfansäuretrihydcat(fürtheoretischesMol-    gewicht 20 000) hergestellter Polyharnstoff ist glasklar und zähfest.

   Der Erweichungspunkt liegt bei 60 bis   70 ,    die Zerreissfestigkeit bei 603 kg.cm-2, die   Fliessspan-    nung bei 400 kg. cm-2, die Bruchdehnung bei 210%, die    Lösungsviskosität bei #1 bei    2, 15, der Schmelzpunkt bei
200 .



   20. Durch   Polykondenaation    von 10, 92 g Nona methylendiamin (Aminzahl 710), 8, 32 g Gemisch von 9    und 10-A. minomethyl-, stearylamin (Aminzahl    373), 2, 90 g 4, 4'-Diamino-dicyclohexylmethan (Aminzahl 534, 5)  (Molgewicht 5 : 2 : 1), 6, 63 g Harnstoff und 1, 36 g   ss-       Naphthalinsulfonaäuretrihydrait (für theoretisches Mol-    gewicht 10 000) bei 120 bis   140       (21/2    Stunden),   180        (1    Stunde),   240     (1 Stunde) und 240 /Vakaum (40    Minutez)    entsteht ein   zahfester,      glasklarer, blatsenfreier       Polyharnstoff mit der Lösungsviskosität #1 =    1, 89,

   der   Erweichungstemperatur 90 ,,    der   Zerreissfestigkeit    513    kg..    cm-2, der   Fliesssplannung    469 kg. cm-2 und der   Bruch-    dehnung 167 %. Der Schmelzpunkt liegt bei 200 .



   21. 16, 46 g Nonamethylendiamin (Aminzahl 710),
4, 38   g    4, 4'-Diamino-dicyclohexylmethan (Aminzahl
534, 5) (Molverhältnis 5 : 1), 7, 50 g Harnsboff. und 1, 66 g  ss-Naphthalinsulfonsäuretrihydrat (für theoretisches Mol gewicht 8000) liefern in 11/4-stündiger Reaktion bei    180 ,    1-stündiger Reaktion bei 235  und 3/4-stündiger
Reaktion unter Vakuum bei   240  einen Polyharnstoff,    der glasklar durchsichtig ist. Die   Losungsviskosität      #1    beträgt 1, 71, die   Epweichungstemp'er. atur 105,. die    Zer reissfestigkeit 595 kg.cm-2.



   22. 61,   70,    g Diamin aus   dimerisierter    Linolsäure  (Aminzahl 197), 8, 64 g Nonamethylendiamin (Aminzahl    701),    11, 55 g 4, 4'-Diamino-dicyclohexylmethan (Amin zahl 523, 5) und   12,    93   g Harnstoff werden unter Rüh-    ren in   Reinstickstoff    1   Stands    auf   120 ,      1    Stunde. auf
125  und 1 Stunde auf 133  erhitzt. Nach beendeter
NH3-Entwicklung wird 1 Stunde bei 180 und 1 Stunde bei   240  polymerisiert. Zur Beendigung der Polykonden-    sation wird innerhalb 1/2 Stunde ansteigendes Vakuum  .   angelegt und 30 Minuten bei 12    mm und   240  belassen.   



   Es resultiert ein harter, klarer, elastischer Polyharnstoff.



   23. Analog Beispiel 22 werden 11, 4 g Diamin aus dimersierter Linolsäure (Aminzahl 197), 1, 96 g 1, 3-Bis    (3-.aminopropoxy)-propan(Aminzahl    572), 2, 14 g 4, 4'
Diamino-dicyclohexylmethan (Aminzahl 523,5) und
2,   40    g   Harnstoff potymerisi. ert.    Es resultiert ein glaskla rer, zähelastischer Polyharnstoff.



   24. Analog Beispiel   22    werden   14,    85   : g    Diamin aus    dimerisierter Linolsäuce (Aminzahl    197), 3, 92 g eines    Gemisches aus 9-und 1. 0-Aminomethylstearylamin     (Aminzahl 372, 5), 2,   79    g 4,   4'-Diamino-dicydohexyl-    methan (Aminzahl 523, 5)   und 3,. 13 g Harnstoff der stu-      fe, nweisen Polykondensation unterworfen. Es resultiert    ein zähelastischer, durchsichtiger Polyharnstoff.



   25. 17, 6 g Diamin aus dimerisierter Linolsäure (Aminzahl 197), 4, 65 g eines   Gemisches aus 9-und    10 Aminomethyl-stearylamin (Aminzahl 372, 5) und 2, 78 g Harnstoff liefern bei der Polykondensation analog Beispiel 22 einen plastischen   Polyhamstoff.  

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von lineawn Polyham- stoffendurohGokondensation von Diaminen und Kohlensäure oder funktionellen Derivaten der Kohlensäure, dajdurch gekennzeichnet, dass man als Diamine solche der Formel (I) verwendet, H2N-Y-X-Z-NH2 in der X den zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest -C2H2R1R2- oder den gegebenenfalls ungesättigten hydroaromatischen Rest EMI5.1 und Y und Z. einen gegebenenf.
    alls ungesättigten, nicht substituierten zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest mit bis zu 16 C-Atomen bedeuten oder auch entfallen konnem, wobei R1 einen gegebenenfalls ungesättigten, nicht sub stituierten einwertigen Kohlemwiasserstoffrest mit bis zu 16 C-Atomen und R2 Wasserstoff oder Ri darstellen, oder dass man als DiamineeinAmingemiach.ausVer- tretern von mindestens zwei der folgenden Gruppen ver- wendet, nämlich unverzweijgten aliphatisdben Diamine, die auch Heteroatome m der Kette emthaltem können, und Diaminen der Formel (I) und cyclaaliphatisohen Diaminen der Formel (II)
    EMI5.2 in der R3 und R4 Wasserstoff und/oder niederes Alkyl darstellen.
    UNTERANSPRUCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass als cycloaliphatisches Diamin 4, 4'-Diamino-dicyclohexylmethan verwendet wird.
    @ 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass als verzweigte Diaimine der Formel 1 9 Amimomsstliyl-atearylamin,l'O-'Aminom.ethyl-stearylamm, 9-Amino-stearylamin, 10-Amino-stearylamin oder deren Gemische verwendet werden.
    3. Verfahren mach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Kondensation zunächst bei 120 bis 140 , dan, mach 160 bis 250 und zum Schluss unter zu sätzlichem Anlegen von Vakuum durchgeführt wind.
    4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung des Polyhamstoffes unter ZusatzeinesthennastabillaiecendenKotteinaibbrechers geahieht.
    5. Verfahren naoh Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als thermostabilisierende Kettenab brechcr unter den Bedingungen der Polyhamstoffher stellung nichtflaichtige monofunktionelle Verbindungen mit Amin- oder Säuregruppen oder Derivate davon, insbesondere nichtflüchtige Monosulfonsäuren, verwendet werden.
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