CS218770B1 - Způsob hydrolytické kopolymerace 12-dodekanlaktamu se sedmi až devítičlennými laktamy ω-aminokyselin - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu hydrolytické kopolymerace ^-dodekanlaktamu se sedmiaž devítičlennými laktamy ω-aminokyselin. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se kopolymerace provádí při teplotě 280 až 330° Celsia, přičemž koncentrace 12-dodekanlaktamu ve výchozí směsi je vyšší než 30 mol. % a koncentrace komonomerního sedmi až devítičlenného laktamů ω-aminokyseliny, jeho alkylsubstituovaného derivátu nebo směsi těchto laktamů je v rozmezí 0,1 až 70 mol. °/o. Kopolymery připravené způsobem podle vynálezu naleznou použití zejména při vý­ robě vláken vstřikováním nebo vytlačová­ ním, nebo je lze aplikovat jako textilní adhezíva.

Description

Vynález se týká způsobu kopolymerace 12-dodekanlaktamu se sedmi až devítičlennými laktamy ω-aminokyselin a jejich alkylsubstituovanými deriváty.

K přípravě polyamidů a kopolyamidů . z cyklických laktamů lze použít různých iniciačních systémů, lišících se mechanismem vzniku polymeru. Průmyslově je dosud nejčastěji používána hydrolytická polymerace, iniciovaná vodou nebo látkami vodu uvolňujícími nebo' ω-aminokyselinami. Je sice v porovnání například s anlontovým procesem mnohem pomalejší, ale není tak citlivá na přítomné stopové nečistoty, zejména vodu.

Obvyklé teploty, používané při hydrolytické polymeraci laktamů jsou 220 až 280 ^CC. Z řady sedmi- až třináctičlenných laktamů polymeruje nejpomaleji 12-dodekanlaktam. Tak například při teplotě 260 °C v přítomnosti 2 mol. % příslušné ω-aminokyseliny je rovnováhy monomer-polymer dosaženo při polymeraci 6-kaprolaktamu po 20 hodinách, 8-oktanlaktamu po 40 hodinách, ale u 12-dodekanlaktamu až po více než 500 hodinách. Rychlost polymerace laktamů se s teplotou zvyšuje. Této skutečnosti se využívá právě u 12-dodekanlaktamu, který lze polymerovat i při teplotě 330 °C, tedy při teplotě, která je o více jak 40 °C vyšší než stropní teplota polymerace sedmi- až devítlčlenných laktamů. Tak například rovnovážný poly-12-dodekanlaktam lze při 300 °C v přítomnosti 2 mol. % kyseliny 6-aminokapronové získat již po 30 hodinách.

Vynález řeší způsob hydrolytičké kopolymerace 12-dodekanlaktamu se sedmi- až devítičlennými laktamy ω-aminokyselin a jejich alkylsulbstituovanými deriváty. Podstatou vynálezu je, že se kopolymerace provádí při teplotě 280 až 330 °C, přičemž koncentrace 12-dodekanlaktamu ve výchozí směsi je vyšší než 30 mol. % a koncentrace komonomerního sedmi- až devítičlenného laktamů ω-aminokyseliny, jako alkylsulbstituovaného derivátu nebo směsi těchto laktamů je v rozmezí 0,1 až 70 mol. °/o.

Hydrolytická kopolymerace 12-dodekanlaktamu probíhá při teplotách .vyšších než 280 °C z technologického hlediska přijatelnou rychlostí, přitom kopolymery jsou stabilní jak z hlediska depolymerace, tak i degradace; k pozvolnému poklesu molekulové hmotnosti rovnovážných kopolymerů dochází až po mnohohodinovém zahřívání na polymerační teplotu. Proto lze tyto kopolymery v závislosti na výchozím poměru složek zpracovávat na vlákna, vstřikováním, vytlačováním, ale i aplikovat jako adhezíva, zejména textilní.

Základem výchozí směsi monomerů je 12-dodekanlaktam, jehož koncentrace ve směsi nemá být nižší než 30 mol. °/o, aby byl zaručen vznik termicky stabilního kopolymeru. Koncentrace sedmi- až devítičlenného komonomerního' laktamů nebo směsi těchto laktamů se pohybuje od 0,1 do 70 mol. °/o.

Vynález je blíže popsán v několika následujících příkladech provedení.

Příklad 1

Do skleněné ampule bylo naváženo 2,54 g (50 mol. %] 12-dodekanlaktamu, 1,40 g (48 mol. %) 6-kaprolaktamu a 0,07 g (2 mol. % j kyseliny 6-aminokaproinové. Reakční směs byla 2 hodiny evakuována při 20 °C/13 Pa a pak při tlaku 13 Pa ampule zatavena. Polymerace probíhala v hliníkovém bloku, temperovaném na 300 ± 0,5 °G. Rovnovážný kopolymér (92 % po extrakci methanolem) byl získán po 20 hodinách polymerace. Hodnota limitního viskozitního čísla roztoku kopolymeru v m-krezolu při 25 ^CC činila [η] = = 1,15 (k_H = 0,4). Interval tání kopolymeru 132 až 138 °C.

Po 30 hodinách zahřívání tohoto kopolymeru při 300 °C/13 Pa kleslo limitní viskozitní číslo na hodnotu 1,10; po 70 hodinách na hodnotu 0,95.

P ř i k 1 ad 2

Směs 60 mol. % 12-dodekanlaktamu, 38 mol. % 8-oktalaktamu a 2 mol. % kyseliny 8-aminokaprylové byla polymerována způsobem, popsaným v příkladu 1 při teplotě 290 °C. Rovnovážný kopolymér (98 % po extrakci methanolem) o [η] = 1,15 byl získán po 30 hodinách polymerace. Interval tání 147 až 153 °C.

Příklad 3

Směs 70 mol. % 12-dodekainlaktamu, 27 mol. % 7-heptalaktamu s 3 mol. % kyseliny 6-aminokapronové byla polymerována způsobem, popsaným v příkladu 1, při teplotě 310 °C. Po 20 hodinách kopolymerace bylo získáno 95 % kopolyméru, po extrakci methanolem, o Intervalu-táni 154 až 160 °C;

P ř i k laď 4

Směs 33 mol. % 12-dodekanlaktamu, 33 mol. % 8-oktanlaktamu, 32 mol. % 6-kaprolaktamu a 2 mol. % kyseliny 6-aminokapronové byla polymerována způsobem, popsaným v příkladu 1 při teplotě 300 °C. Rovnovážný kopolymér o intervalu táni 100 až 105 °C byl získán po 30 hodinách.

Příklad 5

Směs 30 mol. % 12-dodekanlaktamu, 30 mol. % 8-oktanlaktamu, 28 mol. % 6-kaprolaktamu, 2 mol. % kyseliny 6-aminokapronové a 10 mol. % 7-cyklohexyl-l-aza-2-cykloheptanonu byla polymerována způsobem, popsaným v příkladu 1, při teplotě 300 ^CC po dobu 30 hodin. Bylo získáno 96 % kopolymeru o intervalu tání 66 až 78 °C.

Příklad 0

Kopolymer byl připraven stejným způsobem jako v příkladu 5 s tím rozdílem, že místo 7-cyklohexyl-l-'aza-2-cykloheptanonu byla použita směs C-methylisomerů θ-kuprolaktamu (10 mol. %]. Interval tání 95 až 100 °C.

Claims (1)

1. Způsob hydriolytické kopolymerace 12-dodekanlaktamu se sedmi- až devítičlennými laktamy ω-aminokyseíin a jejich alkylsubstituovanými deriváty, vyznačený tím, že se kopolymerace provádí při teplotě 280 až 330 °C, přičemž koncentrace 12-dodekanlaktamu ve výchozí směsi je vyšší než 30 mol. procent a koncentrace komonomerního sedmi- až devítičlenného laktamu ω-aminokyseliny, jeho alkylsubstituovaného derivátu nebo směsi těchto laktamů je v rozmezí 0,1 až 70 mol. °/o.