CS219661B1 - Polymerizačná zmes pre přípravu polyamidu-4 - Google Patents

Description

Vynález sa týká polymerizačnej zmesi pre přípravu polyamidu-4 z 2-pyrolidónu a bázy najma pre výrobu vláken.

Metody polymerizácie 2-pyrolidónu za účelom přípravy polypyrolidónu boli už skór popísané. Například v US patente 2 8,09 958 je popísaná polymerizácia 2-pyrolidónu v přítomnosti alkalického katalyzátora polymerizácie, připadne v přítomnosti aktivátora.

Podlá základného USA patentu 3 721 652, ktorý chrání sposob přípravy polyamidu-4 vo viac ako 20-tich krajinách sú ako alkalické katalyzátory polymerizácie vhodné deriváty alkalických kovov, t. j. hydroxidy a oxidy alkalických kovov. Aj alkoholáty alkalických kovov ako aj metylát sodný možno použit’ s dobrými výsledkami. Okrem toho možno použit’ silno bázické organické kovové zlúčeniny, například butyl-lítium.

Ako aktivátory polymerizácie možno použit’ acetyl-pyrolidón, adipyl-pyrolidón alebo organické izokyanáty. Pre přípravu polyamidu-4, vhodného pre zvlákňovanie z taveniny, sa doporučuje použit* ako aktivátor polymerizácie kysličník uhličitý - Pat. USA 2 638 463.

Patentom USA 3 683 046 je chráněná kombinácia kysličníka uhličitého s aktivátormi N-acyllaktámového typu, přidávanými do systému v množstve 0,6 až 7 mmól na 1 mól 2-pyrolidónu za přídavku jemne zrnitého materiálu.

Doteraz nebolo známe, že pri přípravě iniciátora polymerizácie 2-pyrolidónu reakciou bázy na podklade alkalického kovu s 2-pyrolidónom za vzniku alkalickej soli 2-pyrolidónu vzniká ako vedlajší produkt hydrolýzou 2-pyrolidónu alkalická sol’ kyseliny 4-aminobutánovej, ktorá negativné ovplyvňuje priebeh polymerizácie. Ako sme zistili, je obsah tejto látky v polymerizačnej zmesi pre priebeh aniónovej polymerizácie 2-pyrolidónu a kvalitu získaného polyamidu-4, jedným z rozhodujúcich faktorov. Sposob stanovenia obsahu zložiek iniciačného systému v polymerizačnej zmesi pre přípravu polyamidu-4 je predmetom čs. AO 219 662.

Predmetom vynálezu je polymerizačná zmes pre přípravu polyamidu-4 — tvořená zmesou 2-pyrolidónu a 0,004 až 3,6 mmol alkalickej soli 2-pyrólidónu na 1 g polymerizačnej zmesi, ktorá obsahuj# najviac 0,4 mmolov alkalickej soli kyseliny 4-aminobutánovej na 1 g polymerizačnej zmesi, pričom molárny poměr alkalickej soli 2-pyrolidónu a alkalickej soli kyseliny 4-aminobutánovej je 2 až 9.

Vzniku alkalickej soli kyseliny 4-aminobutánovej v polymerizačnej zmesi možno zabránit’ vhodnou volbou podmienok pri rozpúšťaní bázy v 2-pyrolidóne. Ak pri rozpúšťaní bázy v 2-pyrolidóne narastá obsah alkalickej soli kyseliny 4-aminobutánovej, dochádza k znižovaniu obsahu účinného iniciátora — alkalickej soli 2-pyrolidónu, čo je z hladiska priebehu polymerizácie a vlastností získaného polyméru polyamidu-4 nežiadúce.

Obsah hydrolýzou vznikájúcej alkalickej soli kyseliny 4-aminobutánovej rastie so zvyšujúcou sa teplotou rozpúšťania bázy v 2-pyrolidóne, a pre to je potřebné pri rozpúšťaní bázy v 2-pyrolidóne používat’ teploty od 25 °C do 95 °C za alebo bez miešania.

Příklad 1

Pre porovnanie významu vynálezu bol připravený polymér tak, že do 220 gramov 2-pyrolidónu bolo přidaných 9,8 gramov 85 %-ného KOH. Rozpúšťanie KOH v 2-pyrolidóne sa previedlo pri teplote 100 °C. Z polymerizačnej zmesi bolo vákuovou destiláciou pod dusíkom oddestilovaných 24 gramov zmesi vody a 2-pyrolidónu. Takto připravená polymerizačná zmes obsahovala 0,3198 mmól draselnej soli 2-pyrolidónu (ďalej označovaná ako KPD) na 1 gram polymerizačnej zmesi a 0,4197 mmól draselnej soli kyseliny 4-aminobutánovej (ďalej označovaná ako H) na 1 gram polymerizačnej zmesi.

Poměr KPD _ θ Polymerizačná zmes mmol H bola ďalej sýtená 2 minúty CO₂ pri prietoku CO₂ = 10 1/minútu. Polymerizácia pripravenej násady sa viedla pri teplote 50 °C. Po 72 hodinách bola dosiahnutá konverzia 2,31 % a limitné viskozitné číslo připraveného polyméru v m-krezole (pri koncentrácii polyméru v m-krezole 0,02 g/1 (bolo [η] = 89,9 ml/g.

Příklad 2

Polymerizačná zmes bola připravená podlá vynálezu rovnakým postupom ako v příklade 1 s tým rozdielom, že rozpúšťanie KOH v 2-pyrolidóne sa previedlo pri teplote 50 °C. Takto připravená polymerizačná zmes s obsahom 0,5226 mmól draselnej soli 2-pyrolidónu na 1 gram polymerizačnej zmesi a 0,2169 mmól draselnej soli kyseliny 4-aminobutánovej na 1 gram polymerizačnej zmesi, t. j. -——— = 2,42, bola sytena 2 minuty mmol H ·

CO₂ pri prietoku 10 1/minútu. Polymerizácia pripravenej zmesi sa viedla pri teplote 50 °C. Po 72 hodinách bola dosiahnutá konverzia 68,7 % a limitné viskozitné číslo polyméru 555,4 ml/g . <Příklad 3

Do 220 gramov 2-pyrolidónu bolo přidaných- 6,35 gramov NaOH p. a. Rozpúšťanie NaOH v 2-pyrolidóne sa previedlo pri teplote 40 °C. Z polymerizačnej zmesi bolo vákuovou destiláciou pod N₂ oddestilovaných 24 gramov zmesi vody a 2-pyrolidónu. Takto připravená polymerizačná zmes obsahovala 0,6710 mmól sodnej soli 2-pyrolidónu na 1 gram zmesi a 0,0895 mmól sodnej soli kyseliny 4-aminobutánovej na 1 gram zmesi, t. j.

JSprál NaPD _ Následné bola zmes sýtená mmól H minúty CO₂ pri prietoku 10 1/minútu. Po 72 hodinách polymerizácie bola dosiahnutá konverzia

70,8 % a limitně viskozitné číslo získaného polýméru 730 ml/g.

Claims (1)

1. Polymerizačná zmes pre přípravu polyamidu-4 — tvořená zmesou 2-pyrolidónu a 0,004 až 3,6 mmolov alkalickej soli 2-pyrolidónu na Tg polymerizačnej zmesi, vyznačujúca sa tým, že obsahuje najviac 0,4 mmolov alkalickej soli kyseliny 4-aminobutánovej na 1 g polymerizačnej zmesi, pričom ' molámy poměr alkalickej soli 2-pyrolidónu a alka! lickej soli kyseliny 4-aminobutánovej je 2 až 9.

   Vytiskly Moravské tiskařské závody,