CS238936B1 - Způsob přípravy chemicky modifikovaného vtéknotvomého polyetylen- tereftalétu - Google Patents

Abstract

Výroba vláknotvorného polyetylenteref- talátu chemicky modifikovaného kyselinou izoftalovou případně jejím sulfoderivátem nebo kombinací obou těchto látek tak, Se modifikační složka ve formě suspenze v ety- lenglykolu se přidává do procesu přípravy polyetylentereftalátu po skončení přeeste- rlfikace dimetyltereftalátu etylenglykolem před začátkem polykondenzace. Takto připravený kopolyester vykazuje sníženou krysta- linitu a zlepšenou zvláknltelnost. Připravená vlákna vykazují vlastnosti shodné se známými typy modifikovaných polyesterových vláken.

Description

Výroba vláknotvorného polyetylentereftalátu chemicky modifikovaného kyselinou izoftalovou případně jejím sulfoderivátem nebo kombinací obou těchto látek tak, Se modifikační složka ve formě suspenze v etylenglykolu se přidává do procesu přípravy polyetylentereftalátu po skončení přeesterlfikace dimetyltereftalátu etylenglykolem před začátkem polykondenzace. Takto připravený kopolyester vykazuje sníženou krystalinitu a zlepšenou zvláknltelnost. Připravená vlákna vykazují vlastnosti shodné se známými typy modifikovaných polyesterových vláken.

238936 2

Vynález řeší způsob přípravy chemicky modifikovaného vláknotvorného polyetylentereftalátu kyselinou izoftálovou a nebo jejími deriváty.

Modifikovaný vláknotvorný polyetylentereftalát s obsahem derivátů kyseliny izoftalové se dosud vyrábí několika způsoby, a to jak na nepřetržitě pracujících zařízeních, tak na zařízeních s výrobou šaržovitou.

Tyto způsoby využívají omezeného výběru modifikačních složek, které se v různých stadiích výroby a v různých úpravách přidávají do výrobního zařízení.

Podle čs. AO 181508 se do nepřetržitě pracující výrobní linky přidává glykolický roztok diglykolesteru monoalkalické soli kyseliny 5-sulfoizoftalové do nízkomolekulární části syntézy.

čs. AO 173918 uvažuje se směšováním taveniny kopolyesteru na bázi derivátů kyseliny izoftalové. Podle čs. AO 223463 se provádí nepřetržitá výroba modifikovaných polyesterů dávkováním glykolového roztoku diglykolesteru kyseliny izoftalové do nízkomolekulární části nepřetržitě pracující výrobní linky.

Známy jsou i způsoby, kdy se suspenze kyseliny izoftalové a monosodné soli kyseliny 5-sulfoizoftalové v etylenglykolu společně esterifikují nadbytkem etylenglykolu a roztok diglykolesterů kyseliny izoftalové a jejího sulfoderivátu se plynule dávkuje do nízkomolekulární části nepřetržitě pracující linky pro výrobu polyesterů.

Známy jsou způsoby užívané při šaržovitých výrobách, kdy se provádí společná výměnná esterifikace dimetyltereftalátu s dimetylizoftalátem etylenglykolem a vzniklé diglykolestery se kopolykondenzují případně se kopolykondenzuje produkt výměnné esterifikace dimetyltereftalátu etylenglykolem s diglykolesterera monoalkalické soli kyseliny sulfolzoftalové přidávaným k tereftalovému předpolykondenzábu ve formě glykolového roztoku.

Vláknotvorné kopolyestery, vyráběné.tímto.Způsobem, mohou být zpracovány jako smrštivá i nesmrštivá vlákna, jimž lze podle povahy a množství modifikačních složek udílet zlepšenou vybarvitelnost, zejména za nižších teplot a bez přenašečů, případně snižovat sklon těchto vláken ke žmolkování.

t

Nevýhodou uvedených způsobů je buá nutnost zvláštního esterífikačního zařízení pro úpravu modifikační složky, nebo potřeba pracovat se složitými otápěnými pomocnými zařízeními při dávkování tavenin modifikačních složek.

Nevýhodou postupů využívajících dimetylizoftalátu jako modifikačního činidla je jeho vysoká cena. Takzvané koncentrátové způsoby jsou nevýhodné tím, že vyžadují pomocnou diskontinuální přípravu modifikačních granulátů, včetně jejich náročného sušení a tavení.

V případě kombinovaných modifikací je nevýhodné vzájemné ovlivňování složek při přípravných stádiích před vnášením nebo odděleném dávkování každé složky do jiného místa výrobní linky, kdy je třeba provozovat několik dávkovačích zařízení včetně ovládacích a regulačních prvků, jež mohou vyvolávat kolísání obsahu jednotlivých složek.

Postupy, při nichž se modifikační složky vnáší se vstupními surovinami, se u nepřetržitých výrob stávají příčinou zvýšených ztrát při změnách sortimentu.

Výše uvedené nedostatky dosud užívaných způsobů výroby modifikovaného vláknotvorného polyetylentereřtalátu odstraňuje způsob podle vynálezu, jehož podstatou je přidávání suspenze jedné či více modifikačních složek v etylenglykolu do meziproduktu při výrobě polyesteru, a to ve fázi, kdy tento meziprodukt vykazuje nízkou viskozitu, takže jsou vytvořeny podmínky pro esterifikaci modifikující kyseliny volným či chemicky vázaným etylenglykolem.

Předmětem vynálezu je způsob přípravy chemicky modifikovaného vláknotvorného polyetylentereftalátu přeesterifikací dimetyltereftalátu etylenglykolem a následující polykondenzací při použití modifikační složky, kterou tvoří sloučeniny kyseliny izoftalové a/nebo sulfoizoftalové, vyznačující se tím, že se modifikační složkou, kterou tvoří suspenze kyseliny sulfoizoftalové nebo její směsi s monosodnou solí kyseliny sulfoizoftalové nebo diglvkolesterem této kyseliny v etylenglykolu, působí na meziprodukt výroby polyetylentereftalátu obsahující 0,1 až 25 % volného etylenglykolu a 0 až 0,005 mol/g jako ester vázaného metanolu.

Společné dávkování složek při dvoukoraponentní modifikaci zabezpečuje jejich pevný poměr v produktu. Použití kyseliny izoftalové jako modifikačního činidla místo obvyklého dimetylizoftalátu je výhodné i s přihlédnutím k cenovým poměrům těchto látek.

Další předností postupu podle tohoto vynálezu je skutečnost, že přídavek modifikující kyseliny snižuje krystalinitu vyrobeného kopolyesteru, čímž se zlepšuje u výrobních technologií, vyznačujících se přímým zvlákňováním, zvláknitelnost kopolyesteru.

Zvláště výhodné je využití postupu podle vynálezu v případě kombinované modifikace polyetylentereftalátu izoftalovou a sulfoizoftalovou složkou, kdy se dávkovaná suspenze vytváří z práškové kyseliny izoftalové suspendované v roztoku glykolesteru kyseliny sulfoizof t.alcvé v etylenglykolu.

Tato suspenze má výhodné reologické vlastnosti, vykazuje dobrou stabilitu, je míchatelná a snadno se dávkuje i při velkém obsahu sušiny 50 až 60 % hmot. Glykolester kyseliny sulfoizoftalové přitom vykazuje oproti samotné kyselině snížené účinky na průběh vedlejších reakcí, například tvorbu dietylenglykolu.

Přechod od modifikace samotnou kyselinou izoftalovou nebo kyselinou sulfoizoftalovou a jejími deriváty na kombinovanou modifikaci je u nepřetržitě pracujících linek nenáročný a spojen s relativně malým množstvím nestandardních výrobků. Též výkonnost přídavných zařízení, které jsou jednoduché, je velká.

Způsob nepřetržité přípravy modifikovaného vláknotvorného polyetylentereftalátu, na výrobní lince výkonu 430 kg/h sestavená z řady průtočných reaktorů, kdy do prvého se dávkují základní suroviny /dimetyltereftalát a etylenglykol/ a na poslední navazuje přímé zvlákňování taveniny, objasňují následující příklady 1, 2 a 3.

Příklad 1

V mísiči, vybaveném účinným míchadlem, byla vytvořena suspenze kyseliny izoftalové a etylenglykolu tak, že do mísiče bylo předloženo 990 1 etylenglykolu a za míchání při teplotě místnosti postupně přisypáno z pytlů 900 kg kyseliny izoftalové.

Suspenze byla cirkulována okruhem kolem mísiče, z tohoto okruhu bylo zubovým čerpadlem dávkováno 65 kg-h suspenze do spojovacího produktového potrubí mezi přeesterifikačnía a prvým polykondenzačním reaktorem výrobní linky.

Kopolvkondenzace pak probíhala ve třech za sebou řazených průtočných polykondenzačních reaktorech s teplotou od 260 do 280 °C a absolutním tlakem od 16 do 0,1 kPa. Vlákno získané přímým zvlákňováním vykazovalo tyto vlastnosti:

Limitní viskozitní číslo 72 cm⁵g^-1

Obsah karboxyskupin 4,3.10^-5 mvalg^-1

Obsah oligomerů 2,6 i

Obsah eterických látek 2,1 % ./stanovených jako diety lenglykol/

I

Příklad

Do mísíce jako v příkladu 1 předloženo 1 vytvořena suspenze přisypáním 640 kg kyseliny

5-sulfoizoftalové.

200 1 etylénglykolu a za stálého míchání izoftalové a 250 kg monosodné soli kyseliny

K suspenzi byl přidán chlorid sodný v množství 3 kg. Z cirkulačního obvodu byla tato suspenze v množství 92,7 kg/h dávkována zubovým čerpadlem do hlavního proudu vstupujícího z přeesterlfikačního reaktoru do prvního polykondenzačního reaktoru. Získané vlákno mělo tyto vlastnosti:

Limitní viskozitní číslo

Obsah karboxyskupln

Obsah oligomerů

Obsah eterických sloučenin /stanovených jako dietylénglykol/

53,1 cm³g ¹ 7,0.10 5 mvalg 3,2 %

2,5 i

Příklad 3

Do mísiče jako v příkladu 1 bylo předloženo 850 1 roztoku diglykolesteru připraveného známým způsobem esterifikací monosodné soli kyseliny 5-sulfoizoftalové nadbytkem etylenglykolu, přičemž roztok obsahoval 32,7 % hmot. uvedeného esteru.

Za stálého míchání bylo k tomuto roztoku přisypáno 660 kg kyseliny izoftalové. Vzniklá suspenze, která i pří vysokém obsahu sušiny měla dobrou tekutost, by-la dávkována v množství 69 kg/h do výrobní linky obdobným způsobem jako v příkladu 1. Vyrobené vlákno vykazovalo tyto vlastnosti:

Limitní viskozitní číslo 5L,3 cm³g

Obsah karbox.iskupin 2,6.10 ⁵mvalg ¹ obsah oligomerů 2,8 %

Obsah eterických sloučenin 1,2 % /stanovených jako dietylénglykol/

Způsob šaržovité přípravy chemicky modifikovanýcn vláken podle tohoto vynálezu na výrobním zařízení složeném ze dvou za sebou řazených sázkových reaktorů, opatřených odvozem plynných reakčních zplodin, kde na druhý polykondenzační reaktor navazuje přetržitě pracující granulátor vyrobeného polymeru, je pro základní navážku 690 kg dlmetyltereftalátu a 490 kg etylénglykolu objasněn následujícími příklady 4 a 5.

Příklad 4

Po provedení výměnné esterifikace předloženého dlmetyltereftalátu etylenglykolem, při níž se z prvého reaktoru odvedlo 230 kg metanolu, se k vzniklému meziproduktu za stálého míchání přidalo 120 kg suspenze obsahující 51,3 kg kyseliny izoftalové v etylénglykolu.

Po přidání polykondenzačního katalyzátoru, stabilizátoru a matovacího pigmentu byl obsah reaktoru přepuštěn do druhého reaktoru, v němž byla za sníženého tlakir uskutečněna kopolykondenzace.

Vzniklý kopolymer byl zpracován na vlákno s těmito vlastnostmi:

Limitní viskozitní číslo	71,3 cm3g '
Obsah karboxiskupin	4,6.10 5 mvalg 3
Obsah oligomerů	2,8 %
Obsah eterických látek	1,9 %

/stanovených jako dietylenglykol/

Po provedení výměnné esterif .'.k ice jako v příkladu 4 byla za stálého míchání do realito ru přidána suspenze připravená rozmícháním 47 kg kyseliny izoftalové v 73 kg etylenglykolo vého roztoku diglykolesteru monosodné soli kyseliny 5-sulfoizoftalové obsahujícího 32,5 %

Příklad 5 hmotových účinné složky.

Po přidání polykondenzačního katalyzátoru, meziprodukt v druhém reaktoru kopolykondenzován něn na vlákno těchto vlastností:

Limitní viskozitní číslo 71, Obsah karboxiskupin 4,8 Obsah oligomerů 2,8 Obsah eterických látek 2,0 stabilizátoru a malovacího pigmentu byl a vzniklý kopolyester po přetavení zvlák-5 mvalg %

% /stanovených jako dietylenglykol/

Claims (4)

1. PŘEDMfiT VYNÁLEZU

   1. Způsob přípravy chemicky modifikovaného vláknotvornébo polyetylentereftalátu přeesterífikací dimetyltereftalátu etylenglykolem a následující polykondenzací při použití modlfikační složky, kterou tvoří sloučeniny kyseliny Izoftalové a/nebo sulfoizoftalové, vyznačující se tím, že so modlfikační složkou, kterou tvoří suspenze kyseliny izoftalové nebo její směsi s monosodnou solí kyseliny sulfoizoftalové nebo diglykolesterem této kyselí ny v etylenglykolu, působí na meziprodukt výroby polyetylentereftalátu, obsahující 0,1 až 25 % volného etylenglykolu a O až 0,005 mol/g jako ester vázaného metanolu.
2. 2. Způsob přípravy chemicky modifikovaného vláknotvorného polyetylentereftalátu podle bodu 1, vyznačující se tím, že modlfikační složkou je suspenze kyseliny izoftalové v et.yien glykolu obsahující 10 až 65 % hmotových kyseliny.
3. 3. Způsob přípravy chemicky modifikovaného vláknotvorného polyetylentereftalátu podle bodu 1, vyznačující se tím, že modifikační složkou je suspenze monoalkalické soli kyseliny sulfoizoftalové a kyseliny izoftalové v etylenglykolu, přičemž tato suspenze obsahuje

   35 až 70 % etylenglykolu.
4. 4. Způsob přípravy chemicky modifikovaného vláknotvorného polyetylentereftalátu podle bodu 1, vyznačující se tím, že modifikační složkou je suspenze kyseliny izoftalové v etylenglykolovém roztoku diglykolesteru monosodné soli kyseliny sulfoizoftalové, přičemž tato suspenze obsahuje 15 až 75 % volného etylenglykolu.