CS256796B1 - Způsob přípravy polyethylentereftalátu stabilizovaného vůči hydrolýza - Google Patents

Abstract

Na taveninu polyethylentereftalátu se působí při teplote 265 až 310 °C po dobu 2 až bO minut oykliokým trlmerem fenyllsokyanátu v množství 0,05 až 5 hmot. %. Stabilizovaného polyetfaylentsrsftalátu lze použít pro výrobu monofilů pro vysouěeoí papírenská síta.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy polyethyl ent ereftalátu stabilizovaného vůči hydrolýze za zvýšených teplot»

Polyethylentereftalát se v převážná míře používá pro výrobu střiže nebo hedvábí, která nacházejí uplatnění v textilním průmyslu.Nezanedbatelný objem tvoří i monofily pro technická účely, které ee používají převážně pro výrobu spirálových zdrhovadel a papírenských sít. Monofilem rozumíme vlákno, která tvoří jedna fibrila. Pro papírenská síta se používají monofily o průměru 0,1 až 1 mm. V polyesterových monofilú pro vysoušeči papírenská síta je požadována jejich stabilizace vůči hydrolýze za zvýšených teplot .Tato síta jsou při provozu xta piptrenském stroji vystavena dlouhodobým účinkům vodní páry za zvýšených teplot. Polyethylentereftalát při teplotáoh nad 80° C v přítomnosti vody podléhá hydrolytické degradaci, což se projevuje poklesem jeho molekulové hmotnosti a vzrůstem obsahu koncových karboxylových skupin. Tento degradační proces v případě raonofilů nebo vláken z polyethylentereftalátu vede k poklesu jejich pevnosti. Tak na příklad pevnost monofilu z nestabilizovaného polyethyl ent ereftalátu vystaveného účinkům syté vodní páry při 120°C po dobu 100 hodin se sníží přibližně o 60 %«

Předpokládá se, že hydrolytické degradace polyethylentereftalátu je katalyzována koncovými karboxylovanými -COOH skupinami polyethylentereftalátu. Známé způsoby stabilizace polyethyl ent ereftalátu vůči hydrolýze jsou v podstatě založeny na . snížení obsahu jeho koncových karboxylových skupin. Obsah koncových karboxylových skupin u nestabilizovaného polyethylentereftalátu se pohybuje převážně v rozmezí 4 až 7 . 10~5 mol -COOH/g , zatímco známá stabilizovaná typy obsahují 3 až 5 · 10~5 mol -COOH/g, měřeno titrací roztoku polyethylentereftalátu v benzylalkoholu roztokem methanolátu sodného.

- 2 Známé stabilizátory polyethylentereftalátu vůči hydrolýze jsou na bázi N-epoxyalkylimidů dikarbonových kyselin, jako je na,příklad N-glycidylftalimid, glycidyleterů, jako je na_ příklad fenylglycidyleter, karboimidů, jako je na_příklad tetraisopropyldifenylkarboimid, diazomethamu, oxiranů, diketenů, cyklických karbonátů, polykarbodiimidů, polyurethanu, blokových polyesteramidů a polyolefinú. Tyto stabilizátory se ve většině případů přidávají k polyesterovému granulátu před jeho zpracováním z taveniny, a to buá v čisté formě, nebo jako koncentrát, kdy účinná složka je rozptýlena ve vhodném polymerním nosiči· V řadě případů dochází ovšem v důsledku působení těchto stabilizátorů k barevné změně stabilizovaného polyethylenteref talátu, což je pro některé aplikace na závadu.

Vynález se týká způsobu přípravy polyethylentereftalátu stabilizovaného vůči hydrolýze za zvýšených teplot účinkem látek snižujících obsah koncových karboxylových skupin polyethylentereftalátty vyznačený tím, že sena taveninu polyethylenteref talátu působí při teplotě 265 až 310°C po dobu 2 až 60 minut cyklickým trimerera fenylisokyanátu v množství 0,05 až 5 % hmot.

Tavenina polyesteru muže při^tom obsahovat do 15 hmot. % polyethylenu a/nebo polypropylenu. S výhodou lze pro tento účel použít extruder s homogenizační zónou přičemž doba působení cyklického trimeru fenylisokyanátu je 5 až 10 minut.

Polyethylentereftalát připravený způsobem podle vynálezu se vyznačuje zvýšenou odolností vůči hydrolýze ve srovnání s nestabilizovaným polyesterem. Při expozici monofilu vyrobeného z polyethylentereftalátu stabilizovaného cyklickým trimerem fenylisokyanátu je pokles pevnosti po 100 hodinách v nasycené páře při 120°C 40 %, vztaženo na původní hodnotu pevnosti, íedy hydrolytická stabilita polyethylentereftalátu připraveného podle vynálezu, hodnocená na základě pevnosti po expozici v syté páře při 120°C, je o 20 $ vyšší vzhledem k nestabilizovanému polyethylentereftalátu.

halší předností postupu přípravy stabilizovaného polyethylenteref talátu podle vynálezu je to, že při tomto postupu stabilizace nedochází ke změně barevného odstínu polymeru. Přída256796

- 3 vek cyklického trimeru fenylisokyanátu se provádí buá v prů- , běhu přípravy polyethylentereftalátu ve stádiu dokončování polykondenzaoe, nebo až při zvláknování vysušeného granulátu polyethylentereftalátu· V tomto případě se aplikace provádí zaprášením granulátu polyethylentereftalátu před jeho roztavením v extruderu· Pro dosažení žádoucího účinku je nutné zajistit dokonalou homogenizaci taveniny polyethylentereftalátu s cyklickým trimerem fenylisokyanátu, na.příklad v případě extrudarového zvláknování zařazením homogenizační zóny nebo použitím homogenizačního dvousneku·

Výhodou cyklického trimeru fenylisokyanátu vzhledem k podobným látkám se stabilizačním účinkem je jeho vysoká teplota tání a chemická stabilita. K jeho roztavení v tavenině pólyesteru dochází postupně, což umožňuje jeho dobrou homogenizaci v tavenině polyethylentereftalátu.

Polyethylentereftalát.raůže obsahovat matovací prostředky, jako je TiOg, barevné pigmenty, optické zjasnovače, antioxidanty, stearát horečnatý, stabilizátory termické degradaoe, jako jsou organické fosflty a kyselina fosforečná.

Způsob přípravy je osvětlen na následujících příkladech. Příklad 1

Vysušený granulát vysokomolekulámího polyesteru o limitním viskozitním čísle LVδ » 1,05 dl/g byl smíchán s cykliokým trimerem fenylisokyanátu o teplotě tání 281°C v množství 0,5 % hmot. a zvlákněn na extruderu při teplotě 280 až 300°C. Doba setrvání taveniny v extruderu byla 7 minut. Zvlákněhý monofil byl vydloužen v horkém vzduchu při 80 až 130°C na dloužící poměr 5,2 a relaxován při 140°C na poměr 0,92· ^rjíakto připravený monofil o průměru 0,295 mm, pevnosti 42,4 N, tažnostl 25,4 %, ίνδ » 0,89 dl/g a 5,1 · IQ^mol -COOH/g byl exponován?v nasycené páře přl 120°C po dobu 100 hodin· Za tuto dobu poklesla pevnost monofilu na 25,1 N, tedy o 40 %· Polyesterový monofil . připravený za stejných podmínek bez přídavku oykllokého trimeru fenylisokyanátu o průměru 0,288 mm, pevnosti 40,6 N, tažnostl 24 %, DVČ * 0,91 a 6,2 · lO^mol -OOOH/g byl vystaven účinkům syté páry při 120°C po dobu 100 hodin· Za tuto dobu poklesl* pevnost nestabilizovaného monofilu a 56 %.

- 4 •Příklad 2

K tavenině polyethylentereftalátu o teplotě 288°C v polykondenzačním reaktoru bylo přidáno za míchání 0,5 % hmot. cyklického trimeru fenylisokyanátu. Obsah reaktoru byl pak míchán 4 minuty za atmosférického tlaku a pak 10 minut za sníženého tlaku 150 Pa. Pak byl obsah reaktoru vypuětěn a zpracován na granulát o LVČ · 0,74 dl/g a 2,5 . 10~⁵raol -COOH/g. Z takto připraveného granulátu byl vyroben monofil za stejných podmínek jako v příkladu 1. Připravený monofil o průměru 0,298 mm, pevností 37,5 », tažnosti 22,6 % , LVČ - 0,7 dl/g a 4,6 ♦ 10’⁵ mol -COOH/g byl exponován v syté páře při 120°C po dobu 100 hodin. ^a tuto dobu poklesla pevnost monofilu na 23,6 N, tedy o 37 %.

Příklad 3

K tavenině polyethylentereftalátu o teplotě 2Q5°C obsahující 5 % hmot. vysokohustotního polyethylenu bylo přidáno za míchání 0,8 hmot. % cyklického trimeru fenylisokyanátu. Obsah reaktoru býl míchán 5 minut za atmosférického tlaku a pak 25 minut za sníženého tlaku 200 Pa. Z takto připraveného granulátu byl připraven monofil o průměru 0,30 mra, pevnosti 34 H.

Po jeho expozici v syté páře při 120°C po dobu 100 hodin poklesla. j eho pevnost o 48 %·

Polyethylentereftalát připravený postupem podle vynálezu může nalézt uplatnění při výrobě monofilů, vláken, kordových vláken pro pneumatiky i vstřikovaných výrobků. Tohoto postupu lze též použít k stabilizaci polyethylentereftalátu připraveného z polymeraího odpadu, který vzniká při výrobě polyesterových vláken.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob přípravy polyethylentereftalátu stabilizovaného vůfel hydrolýze za zvýšených teplot účinkem látek snižujících obsah, koncových karboxylových skupin polyethylentereftalátu,vyznačený tím, že se na taveninu polyethylentereftalátu působí při teplotě 265 až 310°C po dobu 2 až 60 minut cyklickým trimerem fenylisokyanátu v množství 0,05 až 5 hmot.