DD240309A3 - METHOD FOR PRODUCING HIGH-MOLECULAR POLYALKYLENEPEPTALATES BY SOLID PHASE ABOLIN CONDENSATION - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen Polyalkylenterephthalaten durch Nachkondensation in fester Phase, insbesondere von Polyestern auf der Basis von Polyethylen- und Polybutylenterephthalat. Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Festphasennachpolykondensation von Polyalkylenterephthalaten auch in Gegenwart von sauerstoffhaltigen Gasen wie z. B. Luft oder mit Sauerstoff verunreinigten Inertgasen durchzufuehren. Erfindungsgemaess wird das durch die Zugabe von Antioxidantien geloest, die auf die Oberflaeche der festen Polyesterpartikel aufgebracht oder vor der Verformung in die Polyesterschmelze eingebracht werden.The invention relates to a process for the preparation of high molecular weight polyalkylene terephthalates by postcondensation in the solid phase, in particular of polyesters based on polyethylene and polybutylene terephthalate. The aim of the invention is the Festphathennpolykondensation of polyalkylene terephthalates in the presence of oxygen-containing gases such. As air or oxygen contaminated inert gases. According to the invention, this is achieved by the addition of antioxidants which are applied to the surface of the solid polyester particles or introduced into the polyester melt before deformation.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung hochmolekularer Polyalkylenterephthalate(insbesondere Polyethylen- und Polybutylenterephthalat durch Nachpolykondensation in fester Phase, die sich besonders gut als Konstruktionswerkstoff eignen, so z.B. zur Anwendung in der Elektrotechnik, im Automobil- und Maschinenbau, oder in der Faser- und Cordindustrie eingesetzt werden können.The invention relates to a process for the preparation of high molecular weight polyalkylene terephthalates ( especially polyethylene and polybutylene terephthalate by post-polycondensation in the solid phase, which are particularly well suited as a construction material, such as for use in electrical engineering, automotive and mechanical engineering, or in the fiber and cord industry can be used.
Es sind bereits zahlreiche Verfahren bekannt, bei denen die Erhöhung des mittleren Polykondensationsgrades von Polyestern durch eine sich der üblichen Schmeizpolykondensation anschließende Nachpolykondensation in fester Phase erreicht wird. So wird bereits in der DD-PS 9346 ein Verfahren zur Herstellung von synthetischen linearen Polyestern, insbesondere Polyethylenterephthalat beschrieben, bei dem die Polykondensation ganz oder zum Teil in fester Phase bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes des Polyesters in einem Inertgasstrom durchgeführt wird.Numerous processes are already known in which the increase in the average degree of polycondensation of polyesters is achieved by solid polyphase post-polycondensation following conventional melt polycondensation. For example, DD 9346 describes a process for the preparation of synthetic linear polyesters, in particular polyethylene terephthalate, in which the polycondensation is carried out wholly or partly in the solid phase at temperatures below the melting point of the polyester in an inert gas stream.
Spezielle Ausführungsformen sind u.a. in den DD-PS 75639, 91 347, 91 899,93247, 94895, der GB-PS 1 066162, US-PS 2901466, 3075952 und der DE-OS 1 720623 beschrieben, bei denen ein in die feste Phase überführtes, pulverisiertes bzw. granuliertes Polykondensatmehrere Stunden lang im Inertgasstrom oder im Vakuum bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes erhitzt wird, und dabei unter Abspaltung von Glykol und Wasser in ein Produkt mit einem höheren mittleren Polykondensationsgrad überführt wird.Special embodiments are i.a. in DD-PS 75639, 91 347, 91 899.93247, 94895, GB-PS 1 066162, US-PS 2901466, 3075952 and DE-OS 1 720623 described in which a transferred into the solid phase, powdered or Granulated polycondensate is heated for several hours in an inert gas stream or in vacuo at temperatures below the melting point, and thereby transferred with elimination of glycol and water in a product with a higher average degree of polycondensation.
Bei allen bisher bekannten Verfahren zur Festphasennachpolykondensation von Polyalkylenterephthalaten besteht die Notwendigkeit, zur Verhinderung des thermooxydativen Abbaus während der Reaktion Sauerstoffspuren sorgfältig auszuschließen, da andernfalls durch oxidative Abbaureaktionen der beabsichtigte Effekt verhindert und sogar ein Abfall der relativen Molekülmasse hervorgerufen wird.In all previously known methods for solid-phase post-polycondensation of polyalkylene terephthalates, there is a need to carefully exclude traces of oxygen during the reaction to prevent the thermo-oxidative degradation, otherwise prevented by oxidative degradation reactions of the intended effect and even a decrease in the molecular weight is caused.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Festphasennachpolykondensation von Polyalkylenterephthalaten in Gegenwart von sauerstoffhaltigen Gasen wie z.B. Luft oder mit Sauerstoff verunreinigten Inertgasen durchzuführen und dadurch den Aufwand und die Kosten für die Reinigung der eingesetzten Trägergase zu reduzieren.The object of the invention is to improve the solid state post-polycondensation of polyalkylene terephthalates in the presence of oxygen-containing gases, e.g. To carry out air or oxygen-contaminated inert gases, thereby reducing the cost and cost of cleaning the carrier gases used.
— Aufgabenstellung- Task
Aufgabe der Erfindung ist, durch geeignete Zusätze den eine Nachpolykondensation verhindernden Einfluß des Sauerstoffs in den eingesetzten Trägergasen auszuschließen, sowie einen, die Nachpolykondensation überlagernden thermooxidativen Abbau zu verhindern.The object of the invention is to exclude by suitable additives the post-polycondensation preventing influence of the oxygen in the carrier gases used, as well as to prevent a post-polycondensation superimposed thermo-oxidative degradation.
— Merkmale der ErfindungFeatures of the invention
Überraschend wurde gefunden, daß die Festphasennachpolykondensation von Polyalkylenterephthalaten entgegen der bisher geäußerten Ansicht (DD-PS 91 347) auch in Gegenwart sauerstoffhaltiger Gase durchgeführt werden kann, wenn den Polyestern vor der Festphasennachpolykondensation geeignete, unter den Reaktionsbedingungen schwerflüchtige Antioxidantien auf der Basis von sekundären Arylaminen, Keton-Amin-Kondensaten oder Phenolderivaten, z. B. Di-naphthyp-phenylendiamin, Cyclohexanon-Diphenylamin-Kondensat (CDK), Dodecylgallat, zugesetzt werden.Surprisingly, it was found that the Festphasennachpolykondensation of polyalkylene terephthalates contrary to the previously expressed view (DD-PS 91 347) can be carried out in the presence of oxygen-containing gases, if the polyesters before the Festphasennachpolykondensation suitable under the reaction conditions low volatility antioxidants based on secondary arylamines, Ketone-amine condensates or phenol derivatives, e.g. As di-naphthyp-phenylenediamine, cyclohexanone-diphenylamine condensate (CDK), Dodecylgallat be added.
Die Antioxidantien werden dabei unmittelbar vor der Nachpolykondensation auf die Oberfläche der Polyestergranulate oder -pulver aufgebracht oder in die Schmelze der Polyester vor deren Verformung zu Granulaten oder Schnitzeln eingebracht.The antioxidants are applied directly before the post-polycondensation on the surface of the polyester granules or powder or introduced into the melt of the polyester prior to their deformation into granules or chips.
In Abwesenheit der Antioxidantien ist bei einer Festphasennachpolykondensation in Gegenwart sauerstoffhaltiger Gase ein mehr oder weniger rascher Abfall des mittleren Polykondensationsgrades und eine Zunahme desCarboxylgruppengehalts zu beobachten. Bei der erfindungsgemäßen Nachpolykondensation antioxidanshaltiger Polyalkylenterephthalate erfolgtIn the absence of the antioxidants, a more or less rapid decrease in the average degree of polycondensation and an increase in the carboxyl group content can be observed in solid phase post-polycondensation in the presence of oxygen-containing gases. In the postpolycondensation of antioxidant polyalkylene terephthalates according to the invention takes place
dagegen auch in Gegenwart sauerstoffhaltiger Gase, z. B. in einem trockenen Luftstrom, der zugleich auch zur Bewegung des Granulats dienen kann, eine rasche Zunahme des mittleren Polykondensationsgrades. Polyalkylenterephthalate im Sinne der Erfindung sind Polyester, vorzugsweise auf Basis Polyethylen- bzw. Polybutylenterephthalat, die nebenden Hauptbestandteilen Terephthalsäure und Ethylenglykol bzw. Butandiol-1,4noch andere Di- bzw. Polycarbonsäuren und/oder zwei- und/oder mehrwertige Alkohole, die auch Molmassen bis zu 20 000 Dalton besitzen können, enthalten können. Die erfindungsgemäßen Polyalkylenterephthalate können weiterhin Ausrüstungsmittel, Pigmente und andere Zusatzstoffe enthalten.in contrast, in the presence of oxygen-containing gases, eg. B. in a dry air stream, which can also serve to move the granules, a rapid increase in the average degree of polycondensation. Polyalkylene terephthalates in the context of the invention are polyesters, preferably based on polyethylene or polybutylene terephthalate, which in addition to the main components terephthalic acid and ethylene glycol or 1,4-butanediol or other di- or polycarboxylic acids and / or dihydric and / or polyhydric alcohols which also contain molecular weights may contain up to 20,000 daltons. The polyalkylene terephthalates of the invention may further contain finishing agents, pigments and other additives.
Ausführungsbeispieleembodiments
1. Vergleichsbeispiel1st comparative example
250g eines Granulats aus Polyethylenterephthalat (PET) der mittleren Kornabmessungen 2 χ 3 χ 4mm mit einem mittleren Polymondensationsgrad Pn = 110 und einem Carboxylgruppengehalt von 33μ Äqu/g werden in einem schräg in ein Salzbad eintauchenden rotierenden Kolben in einem Strom von getrocknetem Stickstoff (25 l/h) alsTrägergas bei einer Badtemperatur von 170cC 1 Stunde getrocknet und anschließend bei einer Badtemperatur von 2450C einer Festphasennachpolykondensation unterworfen. Nach 5 Stunden beträgt der Pn = 172 und der Carboxylgruppengehalt 22,0μ Äqu/g.250 g of granules of polyethylene terephthalate (PET) of average grain size 2 χ 3 χ 4mm with a mean Polymondensationsgrad P n = 110 and a carboxyl group content of 33μ equ / g are in an obliquely immersed in a salt bath rotating flask in a stream of dried nitrogen (25 l / h) dried as a carrier gas at a bath temperature of 170 c C for 1 hour and then subjected to a bath temperature of 245 0 C of a solid phase post-polycondensation. After 5 hours, P n = 172 and the carboxyl group content is 22.0 μ eq / g.
2. Vergleichsbeispiel2nd Comparative Example
250g PET werden(wie in Beispiel 1Jn einem Strom trockener Luft (25 l/h) einer Nachpolykondensation unterworfen. Nach 5 Stunden betragen der Pn = 90 und der Carboxylgruppengehalt 85μ Äqu/g.250 g of PET are subjected to post-polycondensation ( as in Example 1) in a stream of dry air (25 l / h) After 5 hours the P n = 90 and the carboxyl group content 85 μ eq / g.
3. 250g eines PET-Granulats.wie in Beispiel 1 und 2,werden mit 0,25 g CDK bei Zimmertemperatur intensiv vermischt und wie in Beispiel 2 einer Festphasennachpolykondensation unter Luft unterworfen. Nach 5 Stunden betragen der Pn = 170 und der Carboxylgruppengehalt 25μ Äqu/g.3. 250 g of a PET granulate. As in Example 1 and 2, are thoroughly mixed with 0.25 g of CDK at room temperature and subjected as in Example 2 to a Festphasennachpolykondensation under air. After 5 hours, the P n = 170 and the carboxyl group content 25 μ Eq / g.
4. 250g eines PET-Granulats werden,wie in Beispiel З.еіпег Festphasennachpolykondensation unterworfen, wobei als Trägergas trockener Stickstoff mit einem Restsauerstoffgehalt von 1% verwendet wird. Nach 5 Stunden beträgt der Pn = 172.4. 250 g of a PET granulate are subjected to solid phase post-polycondensation as in Example е.еіпег, using dry nitrogen with a residual oxygen content of 1% as the carrier gas. After 5 hours the P n = 172.
5. 250g eines PET-Granulats werden,wie in Beispiel 3 und 4,in einem СОг-Strom mit einem Sauerstoffgehalt von 4% polykondensiert. Nach 5 Stunden beträgt der Pn = 170.5. 250 g of a PET granulate are polycondensed, as in Examples 3 and 4, in a СОг stream with an oxygen content of 4%. After 5 hours, the P n = 170.
6. 250g eines PET-Granulats,wie in Beispiel 1 und 2,werden mit 0,05g Dinaphthyl-p-phenylendiamin vermischt und wie in Beispiel 2 einer Festphasennachpolykondensation unter Luft unterworfen. Nach 5 Stunden wird ein Pn = 160 erreicht, der Carboxylgruppengehalt beträgt 23,8μ Äqu/g.6. 250 g of a PET granulate, as in Examples 1 and 2, are mixed with 0.05 g of dinaphthyl-p-phenylenediamine and subjected to a Festphasennachpolykondensation under air as in Example 2. After 5 hours, a P n = 160 is reached, the carboxyl group content is 23.8 μ eq / g.
7. 250g eines PET-Granulats,wie in Beispiel 1 und 2.werden mit 1 g Dodecylgallat vermischt und wie in Beispiel 2 einer Festphasennachpolykondensation unter Luft unterworfen. Nach 3 Stunden wurde ein Pn = 140 erreicht.7. 250 g of a PET granulate, as in Examples 1 and 2, are mixed with 1 g of dodecyl gallate and, as in Example 2, subjected to solid-phase post-polycondensation under air. After 3 hours, a P n = 140 was reached.
8. 250g Polybutylenterephthalat-Granulat mit einer mittleren Kornabmessung 2 χ 3 χ 3mm und einem mittleren Polymerisationsgrad von Pn = 126, das 0,5 Ma.-% Antioxidans CDK enthält, werden in einem Salzbad in einen rotierenden Kolben bei einer Badtemperatur von 215°C mit einem Strom trockener Luft (25 l/h) einer Nachpolykondensation unterworfen. Der mittlere Polymerisationsgrad Pn des Granulats beträgt nach 6 Stunden Behandlungszeit 183 und nach 12 Stunden Behandlungszeit 257.8. 250 g of polybutylene terephthalate granules having an average grain size of 2 χ 3 χ 3mm and an average degree of polymerization of P n = 126, containing 0.5 wt .-% antioxidant CDK, are in a salt bath in a rotating flask at a bath temperature of 215 ° C with a stream of dry air (25 l / h) subjected to a Nachpolykondensation. The average degree of polymerization P n of the granules is 183 after 6 hours treatment time and 257 after 12 hours treatment time.
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DD (1) | DD240309A3 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0943649A2 (en) * | 1998-03-17 | 1999-09-22 | SINCO RICERCHE S.p.A. | Stabilized polyester resins having reduced formaldehyde content |
EP1302501A2 (en) * | 2001-08-10 | 2003-04-16 | Viba Siat S.r.l. | Process and equipment for post-polycondensation in the molten state of plastic materials |
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1980
- 1980-03-20 DD DD21977480A patent/DD240309A3/en not_active IP Right Cessation
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EP0943649A2 (en) * | 1998-03-17 | 1999-09-22 | SINCO RICERCHE S.p.A. | Stabilized polyester resins having reduced formaldehyde content |
EP0943649A3 (en) * | 1998-03-17 | 2001-02-07 | SINCO RICERCHE S.p.A. | Stabilized polyester resins having reduced formaldehyde content |
EP1302501A2 (en) * | 2001-08-10 | 2003-04-16 | Viba Siat S.r.l. | Process and equipment for post-polycondensation in the molten state of plastic materials |
EP1302501A3 (en) * | 2001-08-10 | 2003-05-28 | Viba Siat S.r.l. | Process and equipment for post-polycondensation in the molten state of plastic materials |
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