CS212645B1

CS212645B1 - Způsob výroby modifikovaného polyamidu

Info

Publication number: CS212645B1
Application number: CS121280A
Authority: CS
Inventors: Jiri Marik; Vladimir Kubanek; Jaroslav Kralicek; Zdenek Sterbacek; Bohuslav Casensky
Original assignee: Jiri Marik; Vladimir Kubanek; Jaroslav Kralicek; Zdenek Sterbacek; Bohuslav Casensky
Priority date: 1980-02-19
Filing date: 1980-02-19
Publication date: 1982-03-26

Abstract

Účelem vynálezu je způsob výroby modifikovaného polyamidu, při němž se laktam nebo směs laktamů omega-aminokyselin podrobuje aniontové aktivované polymeraci v přítomnosti červeného fosforu homogenně rozptýleného v reakční směsi, který se projevuje zejména nehořlavostí. Jeho podstata spočívá v tom, že se polymerace provádí pod bodem tání polymeru a katalyzátorem polymerace je laktamohlinitan sodný obecného vzorce NaAl(OCH2CH2OCH3)x[CO(CH2) Ν]4_χ , kde x = 2 nebo 0, y = 3 až 11, tj. kaprolaktamohlinitan sodný. Výhodné je, jestliže se do reakční směsi přidává dihydro-bis(2-methoxyethoxo)hlinitan sodný.

Description

Předmětem vynálezu je způsob výroby modifikovaného polyamidu, při němž se lektám nebo směs laktamů omega-aminokyselin podrobuje aniontové aktivované polymeraci v přítomnosti červeného fosforu homogenně rozptýleného v reakční směsi.

Současný rozvoj techniky ve stále větší míře vyžaduje zavádění nových polymerních materiálů o vlastnostech lépe vyhovujících požadavkům kladeným na dosud vyráběné polymery. Perspektivní cestou pro získání těchto polymerů je modifikace základních typů al již chemickým nebo fyzikálním způsobem.

Polyamidy se díky svým fyzikálně-mechanickým vlastnostem staly vyhledávanými konstrukčními a vláknařskými materiály. Nejrozšířenějšími jsou polyamidy na bázi 6-kaprolaktamu a polykondenzáty dlaminu s dikarbonovou kyselinou. Modifikací se podařilo snížit nebo odstranit některé nedostatky ve vlastnostech, ke kterým patří nízká houževnatost, úzký interval tání, stabilita polymeru vůči různým vlivům, barveni ve hmotě aj.

Vynélez je zaměřen na řešeni problémů hořlavosti polyamidů. V praxi je otázce snížení hořlavosti věnována poměrně značná pozornost. U polyamidů na bázi polykondenzétů nejrůznějšíoh diaminů a dikarbonových kyselin byly získány tepelně odolnějěí a nehořlavé polymery bu<5 syntézou výchozích létek obsahujících zabudované aromatické jédro nebo atomy fosforu (Brit. pat. 1 012 009, Jap. pat. 73 20040, Ger. Offen 2 542 053), anebo dodatečnou úpravou hotového polymeru (zpravidla v podobě vlákna) létkami schopnými vyvolat požadovaný retardační účinek. K nim patří např. látky obsahující halogen, dusík, anorganické prvky a především organické sloučeniny fosforu.

Polyamidy na bázi laktamů omega-aminokyselin byly modifikovány také řadou fosforečných sloučenin jako fosfinů, fosfinoxidú, esterů, kyseliny fosforečné aj., jejich přídavkem do výchozí reakční směsi. V naprosté většině případů je věak otázka retardace hořeni řešena přidáváním retardérů hoření k hotovému polymeru. Je využíváno i přídavků kombinace červe-r ného fosforu se syntetickou pryskyřicí, polykarbonétem apod. nebo látek obsahujících ve své molekule zabudovaný fosfor.

Přidávání retardérů hoření k hotovému polymeru je zpravidla doprovázeno řadou komplikací jako jsou otázky homogenizace, stability tavenin, zachování ostatních žádaných vlastností a proto je snahou řešit sledovaný efekt přímo při syntéze polyamidu. Ukázalo se, Se tato cesta je schůdná i v případě polyamidu připraveného aniontovou aktivovanou polymeraci laktamů omega-aminokyseliny, kdy se podařilo řešit otázku snížení hořlavosti i nehořlavosti přidáním červeného fosforu do taveniny laktamů. Dosud využívané katalytické systémy aniontové polymerace laktamů jsou mimořádně citlivé i na stopové množství nečistot a vlhkosti. Proto takto připravené polymery jsou silně ovlivněny ve svých vlastnostech a parametrech věemi těmito vlivy a totéž platí i o řízení a průbězích vlastních polymeračníeh procesů.

Tyto nedostatky a problémy odstraňuje vynélez způsobu výroby modifikovaného polyamidu, při němž se 6-kaprolaktam nebo jeho směs s laktamy omega-aminokyselin s 7 až 12 atomy uhlíku v cyklu podrobí aniontové aktivované polymeraci v přítomnosti rozptýleného červeného fosforu v tavenině reakční směsi. Podstata vynálezu spočívá v tom, še se polymerace provádí nad bodem tání polymeru při teplotě od 463 do 543 K a katalyzátorem polymerace je laktamohlinitan sodný obecného vzorce NaAl(0CH₂ CHgQCHj)* [^c°fCHg)yN]^__x, kde x = 2 nebo 0, y = 3 až 11, s výhodou 5, tj. kaprolaktamohlinitan sodný.

Obzvláště výhodné je, jestliže se do reakční směsi přidává dihydrido-bis(2-methoxyethoxo)hlinitan sodný. Červený fosfor do laktamů lze přidávat ve formě homogenní směsi s laktamem a přidané množství je od 0,1 do 3 % hmot. vztaženo na hmotnost vzniklé reakční směsi. Pro nehořlavou úpravu je u polyamidu vhodné užívat červený fosfor velkého povrchu, nebol se zvětšujícím se povrchem jeho účinnost roste. Navíc dochází snadněji k jeho homogennímu rozptýlení v tavenině laktamů nebo reakční směsi. Je výhodné, především z hlediska bezpečnosti práce, nepracovat se samotným červeným fosforem, ale jeho homogenní směsí s laktamem.

V této směsi lze fosfor zbavit zbytků vody, která je známým inhibitorem aniontové polymerace laktamů, odestilováním předku laktamu, .10 až 15 % hmot., za sníženého tlaku.

Jako optimálním katalyzátorem popisované polymerace pro přípravu modifikovaného aniontového polymeru je laktamohlinitan sodný, který je schopen plnit svou funkci i za podmínek kdy standardní katalytické systémy selhávají, nebot je odolnější vůči inhibičnímu působení zbytkové vlhkosti a nečistot. To umožňuje připravit nehořlavé polyamidy aniontovou aktivovanou polymerací laktamů o vyšším obsahu červeného fosforu.

Vynález a jeho účinky jsou blíže vysvětleny na dále uvedených příkladech jeho provedení.

Přikladl

Do 100 kg taveniny 6-kaprolaktamu promíchávané v nerezovém zásobníku pod inertem bylo vneseno 1,3 kg homogenní směsi 6-kaprolaktam a červený fosfor, jehož obsah činil 40 % hmot. a směs byla zhomogenizovéna. Současně bylo přidáno 0,8 % hmot. cyklického trimeru fenylizokyanátu jako aktivátoru polymerace. Ďo této směsi transportované do směšovače před polymeračním reaktorem bylo při teplotě 413 K nadávkováno 0,3 % mol. dihydrido--bis(2-methoxyethoxo) hlinitanu sodného. Při teplotě 503 K byla provedena polymerace. Výsledný polymer v podobě granulátu byl po extrakci vodou a po usušení vyhodnocen podle ČSN 3 456 15 a CEE/031-SEC/F135/74 RLC-5 jako nehořlavý.

Příklad 2

Ze zásobníku obsahující směs 6-kaprolaktamu a 12-laurolaktamu, při hmotovém poměru 975:0,5 a 0,5 % mol. toluendiizokyanátu přicházela tato tavenina ve směšovači do styku s taveninou laktamu a červeného fosforu a 0,25 % mol. dikaprolaktamo-bis(2-methoxyethoxo) hlinitanu sodného tak, že bylo zajištěno dávkováni 1,5 % hmot. červeného fosforu. Polymer získaný polymerací při 5'3 K byl nerozpustný v m-kresolu. Po extrakci ve vodě a vysušení byl vyhodnocen podle norem uvedených v příkladu 1 jako nehořlavý.

Příklad 3

Postup podle příkladu 1 s tím rozdílem, že bylo použito jako katalyzátoru 0,35 % mol. tetrakaprolaktamohlinitanu sodného a obsah červeného fosforu činil 2,65 % hmot. Po skončené polymerací byl polymer dopolymerovén při 448 K a vyhodnocen. Cbsah polymeru činil 98,4 % hmot., polymer byl nerozpustný v m-kresolu a byl označen jako nehořlavý.

Claims

PŘEDMĚT VYNALEZU

1. Způsob výroby modifikovaného polyamidu, při němž se 6-kaprolaktam nebo jeho směs s laktamy omega-aminokyselin s 7 až 12 atomy uhlíku v cyklu podrobí aniontové aktivované polymerací v přítomnosti červeného fosforu rozptýleného v reakční směsi, vyznačený tím,

Že se polymerace provádí při teplotě od 463 do 543 K za přítomnosti laktamohlinitanu sodného obecného vzorce NeAltOCHgCHgOCH^Jjj^COtCHgJ^Nj kde x = 2 nebo 0, y = 3 až 1 1 , s výhodou y = 5 jako katalyzátoru polymerace.
2. Způsob podle bodu Γ, vyznačený tím, že se polymerace provádí za přítomnosti dihydro-bis(2-mehoxyethoxo)hlinitanu sodného.