CS215443B1 - Spósob přípravy antistatického polyamidu-6 - Google Patents

Description

Predrnetom tohoto vynálezu je spósob přípravy antistatického polyamidu-6, určeného pre výrobu najmá polyamidových vláken.

Antistatická modifikácia polyamidového a obecné syntetických vláken sa robí za účelom zníženia ich sklonu k vytváraniu elektrostatického náboj a a tým zlepšeniu ich fyziologických vlastností. Takýto efekt sa dá dosiahnuť prídavkom niektorých látok, tzv. modifikátorov s obsahom polárných skupin do hmoty polyméru, používaného na přípravu vláken.

Vlastnosti modifikátorov a spósob ich zabudovania do polyméru musia okrem zaistenia požadovaných antistatických vlastností polyamidov a výrobkov polyamidových spíňať ešte dalšie požiadavky, predovšetkým trvanlivost’ modifikačného účinku, dobrú spracovatelnosť modifikovaného polyméru, nemajú v podstatnej miere zhoršovat mechanické vlastnosti výrobkov, zhoršovat’ ich koloristické vlastnosti a i.

Medzi látkami s antistatickými modifikačnými účinkami, ktoré s ohladom na obmedzenie vyššie uvedenými požiadavkami, nadobudli priemyselné uplatnenie, prevládajú tie, ktoré využívajú antistatické vlastnosti polyglykolov a hlavně ich róznych, prevažne funkčných derivátov. Medzi modifikátormi takéhoto typu majú význačné postaveme polyéteramidy, ktoré vznikajú kopolykondenzáciou diamínopolyetylénglykolov, dikarbónových kyselin, polyamidotvorných dvojíunkčných látok a dalších příměsí.

Modifikované polyamidy a polyamidové výrobky s přísadou polyéteramidov, ako modifikátorov majú velmi dobré antistatické vlastnosti a dobrú odolnost’ voči strate týchto vlastností, hlavně odolnost voči vypieraniu modifikátora.

Napriek uvedeným prednostiam majú doteraz popísané spósoby přípravy modifikovaných polyamidov a polyamidových výrobkov s prídavkom polyéteramidov ako modifikátorov viac nedostatkov, predovšetkým v zvládnutí ich technologie.

Doteraz popísané postupy přípravy vychádzajú z požiadavky přípravy intímnej zmesi polyméru s modifikátorom polyéteramidového typu tak, že vo vhodných zmiešavacích zariadeniach sa alebo zmiešajú taveniny obidvoch zložiek, alebo sa mechanická zmes granúl obidvoch zložiek přetaví pri teplotách nad ich teplotami tavenia. Obidva tieto postupy napriek ich technickej uskutečnitelnosti narážajú pri technologickéj aplikácii na vážné problémy.

Prvý spósob možno uskutočnit tak, že sa tavenina modifikátora bezprostredne po jeho príprave bez predchádzaj úceho ochladenia a stuhnutia zmieša s taveninou polyamidu. To znamená, že příprava modifikátora i modifikovaného polyamidu 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 zmiešavanie s roztaveným polymérom.

Druhý spósob si vyžaduje přípravu modifikátora v podobě granulátu. Granulácia modifikátora vhodného zloženia je však v dósledku jeho lepivosti obtiažny a doteraz nedoriešený problém.

Alternativně riešenie přípravy modifikovaných polyamidov tým spósobom, že by sa polyéteramidový modifikátor, alebo jeho východiskové neupravené zložky přidali k východiskovým monomérom před ich polymerizáciou resp. polykondenzáciou sa podfa doterajších poznatkov považuje za nevyhovujúce. Prídavok hotového polyéteramidového modifikátora, v doteraz popísanom a nárokovanom zložení, k monoméru naráža napriek určitým odlišnostiam na podobné ťažkosti ako jeho ' pridávanie k polyméru.

Primiešanie jednotlivých východiskových zložiek modifikátora, alebo ich.fyzikálnej zmesi k moi noméru před polykondenzáciou sa vylučuje, preto- | že v takomto případe sa antistatický účinok prejaΐ vuje slabo. j

Vysvětluje sa tým, že v takomto případe ne- ! vznikne dostatečné pohyblivý blokový kopolymér modifikátora a vhodným pomerom polyéterových i a polyamidových segmentov, ale že sa molekuly polyéteramidu pevne zabudujú v reťazcoch póly- ; méru, pričom sa stratí požadovaná pohyblivost’ a možnost vytvorenia priestorovo súvisiaceho usporiadania polyéterových článkov v hmotě polyméru.

Napriek uvedeným obmedzeniam sa podařilo rozpracovat’ jednoduchý postup přípravy modifikovaného polyamidu, ktorý využívá právě analógiu j posledného spósobu t. j. primiešanie zložiek módi- ! fikátora k monoméru před jeho polymerizáciou. : Pre tento spósob přípravy modifikovaného polyamidu třeba však použit’ predupravené — predpo| lykondenzované zložky modifikátora. ί

Ukázalo sa, že výhodným postupom přípravy I antistatického polyamidu-6, modifikovaného prímesou 1—6 % hm. polyéteramidu, ktorý je reakči ným produktem zmesi 40—85 % hm. diamínopo! lyetylénglykolu o priemernej mol. hmotnosti ί 600—4000, dikarboxylovej kyseliny, alebo jej ; esteru v množstve 1 — 1,2 ekvivalentu na použitý i diamínopolyetylénglykolu a dalších zložiek ako sú ε-kaprolaktám, alebo kyselina ε-aminokaprónová, stabilizátory, činidlá spósobujúce vetvenie molekúl : a i., je spósob, pri ktorom sa do monoméru ε-kaprolaktámu před uskutečněním jeho hydrolytickej polymerizácie přidá 1-6 % hm. zmesi před- i polykondenzátu základných zložiek a neupravených dalších zložiek modifikátora polyéteramidového typu, pričom predpolykondenzát je tvořený diamínopolyetylénglykolom, dikarboxylovou kyselinou alebo jej esterom a případnou prímesou časti ostatnýčh zložiek modifikátora v množstve do 8 % hm. na jeho celkové množstvo.

Vlastná hydrolytická polymerizácia ε-kaprolaktámu sa uskutoční za přítomnosti predpolykondenzátu z týchto zložiek.

Uvažované zloženie predpolykondenzátu sleduje požiadavku jeho tavitefnosti pri relativné nízkej teplote.

Zložky, ktoré by za předpokladu, že by sa zúčastnili predpolykondenzácie, zvyšovali teplotu tavenia predpolykondenzátov sa možu k modifikačnej zmesi přidávat’ ako fyzikálně příměsi po uskutočnení predpolykondenzácie a před jej přidáváním k monoméru. Přítomnost’ zložiek reakčnej zmesi pre vznik modifikátora v sádzke monoméru si nevyžaduje podstatné úpravy procesu přípravy polymeru.

Navrhnutý postup přípravy modifikovaných polyamidov s obsahom polyéteramidu má oproti doteraz navrhnutým postupom viaceré výhody.

Predovšetkým umožňuje zabudovanie modifikátora do polyméru zmiešaním zmesi jeho predupravených východiskových zložiek s východiskovým monomérom před uskutočnením polymerizácie resp. polykondenzácie bez nebezpečia nepohyblivého zabudovania účinných zložiek modifikátora do polyméru t.j. bez nebezpečia straty antistatickej účinnosti.

Postup umožňuje zmiešanie modifikačnej zmesi s monomérom, alebo jej prídavok k roztavenému monoméru pri pomeme nízkých teplotách. Odstraňuje požiadavku časovéj i miestnej návaznosti přípravy modifikátora a modifikovaného polyamidu.

Umožňuje přípravu modifikovaných polyami dov bez výstavby technicky náročných přídavných zariadeni k výrobným linkám pre přípravu polyamidov.

Kritické nebezpečie straty účinnosti modifikátora pri vnesení zmesi jeho východiskových zložiek do monoméru před uskutočnením polymerizácie resp. polykondenzácie sa odstraňuje tým, že účinná zložka modifikátora sa vnáša do reakčnej zmesi v podobě jej málo reaktívneho predpolykondenzátu s příslušnou kyselinou. Tým sa zabráni, aby sa chemicky úplné zabudovala do molekúl vznikajúceho polyamidu.

Ostatně výhody navrhnutého postupu sú prakticky priaznivým dósledkom toho, že zmiešavané zložky pre přípravu modifikovaného polyméru t. j. monoméry a zložky modifikátora sa dajú roztavit’ a zmiešavať pri poměrně nízkých teplotách — nad teplotou tavenia monoméru.

Spracovanie polyamidu modifikovaného podlá tohto vynálezu na polyamidové tvarované výrobky sa podstatné neliší od spracovania neupraveného polyamidu. Výrobky však majú vyššie úžitkové hodnoty.

Sposob přípravy modifikovaných polyamidov a polyamidových výrobkov podfa tohoto vynálezu demonštrujú bez obmedzenia rozsahu nasledujúce příklady.

Příklad 1

K monoméru ε-kaprolaktámu sa před polymerizáciou 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 výcho215443 disková zmes pre přípravu modifikovaného polyamidu. Táto sa po přidaní dalších příměsí, potřebných pre hydrolytickú polymerizáciu ako sú voda a kyselina benzoová, podrobila polymerizácii za běžných podmienok — teplota okolo 254 °C a doba ohřevu cca 6 hodin.

Přitom prebehla súbežne polymerizácia polyamidu a dopolykondenzácia modifikátora. Výsledkom bol modifikovaný polyamid s relativnou viskozitou η = 2,28 dl/g. Připravený modifikovaný polyamid sa zgranuloval. Granulát po extrakcii a vysušení sa použil k zvlákňovaniu. Roštové zvlákňovanie sa uskutočnilo za použitia 12 otvorovej hubice pri teplote 275 °C a rýchlosti odtahu 1400 m/min. Vlákna sa za studená dlžili na poměr 1 : 2,68. Připravený polyamidový modifikovaný hodváb mal pevnosť 4,6 cN/dtex, ťažnosť 38 %, mal zvýšenú navlhavosť a hodnota elektrostatického náboja bola na úrovni pod 30 % hodnoty elektrostatického náboja vláken z nemodifikovaného polyamidu.

Příklad 2

Modifikovaný polyamid připravený ako v príkla> de 1, sa v malom množstve zvláknil na experimentálnej závitovke 16 s 20 otvorovou hubicou pri teplote 275 °C a rýchlosti zvlákňovania 270 m/min. Vlákna sa dížili za studená na poměr 1 : 3,5. Vlákna mali pevnosť 4,3 cN/dtex a ťažnosť 24%.

Příklad 3

Postupovalo sa podobné ako v příklade 1, s tým rozdielom, že vo východiskovej zmesi modifikátora sa namiesto kyseliny ε-amínokaprónovej použil kaprolaktám. Táto změna zvyšuje tekutost’ taveniny východiskovej zmesi a ulahčuje jej manipuláciu.

Výsledky, pokial’ ide o priebeh přípravy modifikovaného polyamidu, jej vlastností, podmienky i zvlákňovania a vlastnosti vláken sa prakticky zhodujú s výsledkami z příkladu 1.

Příklad 4

Pri príprave modifikovaného polyamidu sa ako modifikačná přísada použil samotný polykondenzát α-,ω-diamínopolyglykolu, kyseliny adipovej a trifenylfosfitu s pomerom zložiek ako v příklade 1, ovšem bez dalších příměsí. Ďalší postup přípravy modifikovaného polyamidu a modifikovaných vláken a ich vlastností bol ako v příklade 1.

Příklad 5

Postup bol podobný ako v příklade 1. Modifikačná zmes bola však odlišná. Predpolykondenzát sa připravil za použitia zmesi 1,6 kg α-,ω-diamínopolyetylénglykolu a 200 g dimetytereftalátu a k němu sa přidalo 400 g kaprolaktámu. Spracovatelnosť modifikovaného polyamidu a výsledné vlastnosti modifikovaných vláken sa přibližné zhodovali spríkladoml.

Claims (1)

1. Sposob přípravy antistatického polyamidu-6, modifikovaného prímesou 1—6 % hm. polyéteramidu, -ktorý je reakčným produktom zmesi 40—85 % hm. diamínopolyetylénglykolu o priemernej mol. hmotnosti 600-4000, dikarboxylovej kyseliny so 4 —12 atómami uhlíka, alebo jej esteru v množstve 1 — 1,2 ekvivalentu na použitý diamínopolyetylénglykol a dalších zložiek, ako sú ε-kaprolaktám alebo kyselina ε-amínokaprónová, stabilizátory, Činidla spósobujúce vetvenie molekúl a i., vyznačujúci sa tým, že do monoméru -ε-kaprolaktámu sa před uskutečněním jeho hydrolytickej

   VYNALEZU polymerizácie přidá 1—6 % hm. zmesi predpolykondenzátu základných zložiek a neupravených dalších zložiek modifikátora polyéteramidového typu, pričom predpolykondenzát je tvořený diamínopolyetylénglykolom, dikarboxylovou kyselinou alebo jej esterom a případnou prímesou časti ostatných zložiek modifikátora v množstve do 8 % hm. na jeho celkové množstvo a hydrolytická polymerizácia ε-kaprolaktámu sa uskutoční za přítomnosti predpolykondenzátu z týchto zložiek.