CS215443B1 - Spósob přípravy antistatického polyamidu-6 - Google Patents

Abstract

Spósob přípravy antistatického polyamidu-6 jednoduchým zabudováním modifikátora do polyméru pri zachovaní požadovaného modifikačného účinku. Modifikátorom je reakčný produkt zmesi diamínopolyetylénglykolu s dikarbónovou kyselinou (C 4-12) alebo jej esteru a dalších zložiek, ako sú kaprolaktám, alebo kyselina amínokapronová, stabilizátory a činidlá vetviace molekuly. Před hydrolytickou polymerizáciou sa do monoméru přidá 1 až 6 % hm. zmesi predpolykondenzátu základných zložiek a neupravených dalších zložiek modifikátora polyéteramidového typu, pričom predpolykondenzát je tvořený diamínopolyetylénglykolom, dikarboxylovou kyselinou alebo jej esterem a případnou prímesou častí ostatných zložiek modifikátora v množstve do 8 % hm. na jeho celkové množstvo a hydrolytická polymerizácia sa uskutoční za přítomnosti predpolykondenzátu z týchto zložiek.

Description

3

Predmetom tohoto vynálezu je spósob přípravyantistatického polyamidu-6, určeného pre výrobunajma polyamidových vláken.

Antistatická modifikácia polyamidového a obec-né syntetických vláken sa robí za účelom zníženiaich sklonu k vytváraniu elektrostatického náboj aa tým zlepšeniu ich fyziologických vlastností. Taký-to efekt sa dá dosiahnuť prídavkom niektorýchlátok, tzv. modifikátorov s obsahom polárnýchskupin do hmoty polyméru, používaného na pří-pravu vláken.

Vlastnosti modifikátorov a spósob ich zabudova-nia do polyméru musia okrem zaistenia požadova-ných antistatických vlastností polyamidov a výrob-kov polyamidových spíňať ešte dalšie požiadavky,predovšetkým trvanlivost’ modifikačného účinku,dobrú spracovatelnosť modifikovaného polyméru,nemajú v podstatnej miere zhoršovať mechanickévlastnosti výrobkov, zhoršovať ich koloristickévlastnosti a i.

Medzi látkami s antistatickými modifikačnýmiúčinkami, ktoré s ohladom na obmedzenie vyššieuvedenými požiadavkami, nadobudli priemyselnéuplatnenie, prevládajú tie, ktoré využívajú antista-tické vlastnosti polyglykolov a hlavně ich róznych,prevažne funkčných derivátov. Medzi modifikátor-mi takéhoto typu majú význačné postaveme poly-éteramidy, ktoré vznikajú kopolykondenzácioudiamínopolyetylénglykolov, dikarbónových kyse-lin, polyamidotvorných dvojíunkčných látok a dal-ších příměsí.

Modifikované polyamidy a polyamidové výrob-ky s přísadou polyéteramidov, ako modifikátorovmajú velmi dobré antistatické vlastnosti a dobrúodolnost’ voči strate týchto vlastností, hlavně odol-nost voči vypieraniu modifikátora.

Napriek uvedeným prednostiam majú doterazpopísané spósoby přípravy modifikovaných poly-amidov a polyamidových výrobkov s prídavkompolyéteramidov ako modifikátorov viac nedostat-kov, predovšetkým v zvládnutí ich technologie.

Doteraz popísané postupy přípravy vychádzajúz požiadavky přípravy intímnej zmesi polymérus modifikátorom polyéteramidového typu tak, ževo vhodných zmiešavacích zariadeniach sa alebozmiešajú taveniny obidvoch zložiek, alebo sa me-chanická zmes granúl obidvoch zložiek přetaví priteplotách nad ich teplotami tavenia. Obidva tietopostupy napriek ich technickej uskutečnitelnostinarážajú pri technologickéj aplikácii na vážnéproblémy.

Prvý spósob možno uskutočniť tak, že sa taveni-na modifikátora bezprostredne po jeho prípravebez predchádzajúceho ochladenia a stuhnutiazmieša s taveninou polyamidu. To znamená, žepříprava modifikátora i modifikovaného polyami-du sú časové i miestne na seba viazané.

Okrem toho tento postup si vyžaduje osobitné zariadenie, na udržiavanie, transport, dávkovanie horúcej taveniny modifikátora a na jeho zmiešava- nie s roztaveným polymérom.

Druhý spósob si vyžaduje přípravu modifikátora 215443 v podobě granulátu. Granulácia modifikátoravhodného zloženia je však v dósledku jeho lepivos-ti obtiažny a doteraz nedoriešený problém.

Alternativně riešenie přípravy modifikovanýchpolyamidov tým spósobom, že by sa polyéterami-dový modifikátor, alebo jeho východiskové ne-upravené zložky přidali k východiskovým mono-mérom před ich polymerizáciou resp. polykonden-záciou sa podlá doterajších poznatkov považuje zanevyhovujúce. Prídavok hotového polyéteramido-vého modifikátora, v doteraz popísanom a nároko-vanom zložení, k monoméru naráža napriek urči-tým odlišnostiam na podobné ťažkosti ako jeho 'pridávanie k polyméru.

Primiešanie jednotlivých východiskových zlo-žiek modifikátora, alebo ichfyzikálnej zmesi k mo-i noméru před polykondenzáciou sa vylučuje, preto- že v takomto případe sa antistatický účinok preja- ί vuje slabo. j

Vysvětluje sa tým, že v takomto případe ne- !vznikne dostatečné pohyblivý blokový kopolymérmodifikátora a vhodným pomerom polyéterových ia polyamidových segmentov, ale že sa molekulypolyéteramidu pevne zabudujú v reťazcoch póly- ;méru, pričom sa stratí požadovaná pohyblivost’a možnost’ vytvorenia priestorovo súvisiacehousporiadania polyéterových článkov v hmotě poly-méru.

Napriek uvedeným obmedzeniam sa podařilorozpracovat’ jednoduchý postup přípravy modifi-kovaného polyamidu, ktorý využívá právě analógiu jposledného spósobu t. j. primiešanie zložiek módi- !fikátora k monoméru před jeho polymerizáciou. :Pre tento spósob přípravy modifikovaného poly-amidu třeba však použit’ predupravené — predpo- í lykondenzované zložky modifikátora. i

Ukázalo sa, že výhodným postupom přípravyI antistatického polyamidu-6, modifikovaného prí-mesou 1—6 % hm. polyéteramidu, ktorý je reakč-i ným produktem zmesi 40—85 % hm. diamínopo-! lyetylénglykolu o priemernej mol. hmotnostii 600—4000, dikarboxylovej kyseliny, alebo jej; esteru v množstve 1 — 1,2 ekvivalentu na použitýi diamínopolyetylénglykolu a dalších zložiek ako súε-kaprolaktám, alebo kyselina ε-aminokaprónová,stabilizátory, činidlá spósobujúce vetvenie molekúl: a i., je spósob, pri ktorom sa do monoméruε-kaprolaktámu před uskutečněním jeho hydroly- tickej polymerizácie přidá 1-6 % hm. zmesi před- ipolykondenzátu základných zložiek a neuprave-ných dalších zložiek modifikátora polyéteramido-vého typu, pričom predpolykondenzát je tvořenýdiamínopolyetylénglykolom, dikarboxylovou ky-selinou alebo jej esterom a případnou prímesoučasti ostatných zložiek modifikátora v množstve do8 % hm. na jeho celkové množstvo.

Vlastná hydrolytická polymerizácia ε-kaprolak-támu sa uskutoční za přítomnosti predpolykonden-zátu z týchto zložiek.

Uvažované zloženie predpolykondenzátu sledu-je požiadavku jeho tavitefnosti pri relativné nízkejteplote. 4

Zložky, ktoré by za předpokladu, že by sazúčastnili predpolykondenzácie, zvyšovali teplotutavenia predpolykondenzátov sa móžu k modifi-kačnej zmesi přidávat’ ako fyzikálně příměsi pouskutečnění predpolykondenzácie a před jej přidá-váním k monoméru. Přítomnost’ zložiek reakčnejzmesi pre vznik modifikátora v sádzke monomérusi nevyžaduje podstatné úpravy procesu přípravypolymeru.

Navrhnutý postup přípravy modifikovaných po-lyamidov s obsahom polyéteramidu má oprotidoteraz navrhnutým postupom viaceré výhody.

Predovšetkým umožňuje zabudovanie modifiká-tora do polyméru zmiešaním zmesi jeho predupra-vených východiskových zložiek s východiskovýmmonomérom před uskutočnením polymerizácieresp. polykondenzácie bez nebezpečia nepohybli-vého zabudovania účinných zložiek modifikátorado polyméru t. j. bez nebezpečia straty antistatickejúčinnosti.

Postup umožňuje zmiešanie modifikačnej zmesis monomérom, alebo jej prídavok k roztavenémumonoméru pri pomeme nízkých teplotách. Odstra-ňuje požiadavku časovéj i miestnej návaznostipřípravy modifikátora a modifikovaného poly-amidu.

Umožňuje přípravu modifikovaných polyami- dov bez výstavby technicky náročných přídavnýchzariadení k výrobným linkám pre přípravu poly-amidov.

Kritické nebezpečie straty účinnosti modifikáto-ra pri vnesení zmesi jeho východiskových zložiekdo monoméru před uskutočnením polymerizácieresp. polykondenzácie sa odstraňuje tým, že účinnázložka modifikátora sa vnáša do reakčnej zmesiv podobě jej málo reaktívneho predpolykondenzá-tu s příslušnou kyselinou. Tým sa zabráni, aby sachemicky úplné zabudovala do molekúl vznikajú-ceho polyamidu.

Ostatně výhody navrhnutého postupu sú prak-ticky priaznivým dósledkom toho, že zmiešavanézložky pre přípravu modifikovaného polyméru t. j.monoméry a zložky modifikátora sa dajú roztavit’a zmiešavať pri poměrně nízkých teplotách — nadteplotou tavenia monoméru.

Spracovanie polyamidu modifikovaného podlátohto vynálezu na polyamidové tvarované výrobkysa podstatné nelíši od spracovania neupravenéhopolyamidu. Výrobky však majú vyššie úžitkovéhodnoty.

Spósob přípravy modifikovaných polyamidova polyamidových výrobkov podlá tohoto vynálezudemonštrujú bez obmedzenia rozsahu nasledujúcepříklady. Příklad 1 K monoméru ε-kaprolaktámu sa před polymeri- záciou přidalo 4 % zmesi predpolykondenzátu 1,6 kg α-,ω-diamínopolyglykolu so 160 g kyseliny adipovej a 6 g trifenylfosfitu s prímesou 600 g kyseliny ε-amínokaprónovej. Vznikla tak výcho- 215443 disková zmes pre přípravu modifikovaného poly-amidu. Táto sa po přidaní dalších příměsí, potřeb-ných pre hydrolytickú polymerizáciu ako sú vodaa kyselina benzoová, podrobila polymerizácii zaběžných podmienok — teplota okolo 254 °C a dobaohřevu cca 6 hodin. Přitom prebehla súbežne polymerizácia poly-amidu a dopolykondenzácia modifikátora. Výsled-kom bol modifikovaný polyamid s relativnouviskozitou η = 2,28 dl/g. Připravený modifikova-ný polyamid sa zgranuloval. Granulát po extrakciia vysušení sa použil k zvlákňovaniu. Roštovézvlákňovanie sa uskutočnilo za použitia 12 otvoro-vej hubice pri teplote 275 °C a rýchlosti odtahu1400 m/min. Vlákna sa za studená dlžili na poměr1 : 2,68. Připravený polyamidový modifikovanýhodváb mal pevnost 4,6 cN/dtex, ťažnosť 38 %,mal zvýšenú navlhavosť a hodnota elektrostatické-ho náboja bola na úrovni pod 30 % hodnotyelektrostatického náboja vláken z nemodifikova-ného polyamidu. Příklad 2

Modifikovaný polyamid připravený ako v príkla>de 1, sa v malom množstve zvláknil na experimen-tálnej závitovke 16 s 20 otvorovou hubicou priteplote 275 °C a rýchlosti zvlákňovania270 m/min. Vlákna sa dížili za studená na poměr1 : 3,5. Vlákna mali pevnost’ 4,3 cN/dtex a ťažnosť24%. Příklad 3

Postupovalo sa podobné ako v příklade 1, s týmrozdielom, že vo východiskovej zmesi modifikáto-ra sa namiesto kyseliny ε-amínokaprónovej použilkaprolaktám. Táto změna zvyšuje tekutost’ taveni-ny východiskovej zmesi a ufahčuje jej manipu-láciu. Výsledky, pokial’ ide o priebeh přípravy modifi-kovaného polyamidu, jej vlastností, podmienky izvlákňovania a vlastnosti vláken sa praktickyzhodujú s výsledkami z příkladu 1. Příklad 4

Pri príprave modifikovaného polyamidu sa akomodifikačná přísada použil samotný polykonden-zát α-,ω-diamínopolyglykolu, kyseliny adipoveja trifenylfosfitu s pomerom zložiek ako v příklade1, ovšem bez dalších příměsí. Ďalší postup přípravymodifikovaného polyamidu a modifikovaných vlá-ken a ich vlastností bol ako v příklade 1. Příklad 5

Postup bol podobný ako v příklade 1. Modifikač-ná zmes bola však odlišná. Predpolykondenzát sapřipravil za použitia zmesi 1,6 kg α-,ω-diamínopo-lyetylénglykolu a 200 g dimetytereftalátu a k němusa přidalo 400 g kaprolaktámu. Spracovatelnosťmodifikovaného polyamidu a výsledné vlastnostimodifikovaných vláken sa přibližné zhodovalispríkladoml.

Claims (1)

1. 5 PREDMET Spósob přípravy antistatického polyamidu-6,modifikovaného prímesou 1—6 % hm. polyétera-midu, •ktorý je reakčným produktom zmesi40—85 % hm. diamínopolyetylénglykolu o prie-mernej mol. hmotnosti 600-4000, dikarboxylovejkyseliny so 4 —12 atómami uhlíka, alebo jej esteruv množstve 1 — 1,2 ekvivalentu na použitý diamíno-polyetylénglykol a dalších zložiek, ako sú ε-kapro-laktám alebo kyselina ε-amínokaprónová, stabili-zátory, Činidla spósobujúce vetvenie molekúl a i.,vyznačujúci sa tým, že do monoméru -ε-kaprolak-támu sa před uskutočnením jeho hydrolytickej VYNALEZU 215443 polymerizácie přidá 1—6 % hm. zmesi predpoly-kondenzátu základných zložiek a neupravenýchdalších zložiek modifikátora polyéteramidovéhotypu, pričom predpolykondenzát je tvořený diamí-nopolyetylénglykolom, dikarboxylovou kyselinoualebo jej esterom a případnou prímesou častiostatných zložiek modifikátora v množstve do 8 %hm. na jeho celkové množstvo a hydrolytickápolymerizácia ε-kaprolaktámu sa uskutoční zapřítomnosti predpolykondenzátu z týchto zlo-žiek.