DE1159168B - Process for the production of poly (ethylene glycol terephthalate) - Google Patents

Process for the production of poly (ethylene glycol terephthalate)

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DE1159168B
DE1159168B DEV17301A DEV0017301A DE1159168B DE 1159168 B DE1159168 B DE 1159168B DE V17301 A DEV17301 A DE V17301A DE V0017301 A DEV0017301 A DE V0017301A DE 1159168 B DE1159168 B DE 1159168B
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DE
Germany
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ethylene glycol
polycondensation
poly
terephthalate
production
Prior art date
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DEV17301A
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German (de)
Inventor
Dr Lothar Riehl
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Glanzstoff AG
Original Assignee
Glanzstoff AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78Preparation processes
    • C08G63/82Preparation processes characterised by the catalyst used
    • C08G63/87Non-metals or inter-compounds thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Description

ENTERNAT.KL. C 08 gENTERNAT.KL. C 08 g

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

V17301IVd/39cV17301IVd / 39c

ANMELDETAG: 23. SEPTEMBER 1959REGISTRATION DATE: SEPTEMBER 23, 1959

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABEDER
AUSLEGESCHRIFT: 12. DEZEMBER 1963
NOTICE
THE REGISTRATION
ANDOUTPUTE
EDITORIAL: DECEMBER 12, 1963

Es ist bekannt, daß bei der Herstellung von hochmolekularem Poly-(äthylenglykolterephthalat) die beiden nacheinander ablaufenden Reaktionen der Umesterung und der Polykondensation im allgemeinen durch verschiedene Katalysatoren begünstigt werden. Während in der ersten Entwicklungszeit des Polyesters kein Wert darauf gelegt wurde, zwischen diesen Katalysatoren genau zu unterscheiden, haben spätere Arbeiten auf diesem Gebiet zu der Erkenntnis geführt, daß ein bereits bei der Umesterung anwesender Polykondensationskatalysator in fast allen Fällen teilweise inaktiviert wird, ehe die Polykondensation beginnt. So ist man dazu übergegangen, den Polykondensationskatalysator erst zu einem späteren Zeitpunkt zuzusetzen. Als Kondensationskatalysatoren werden anorganische Salze oder Oxyde verwendet, von denen das Antimontrioxyd zur Zeit am gebräuchlichsten ist. Gerade bei diesem an sich recht gut wirkenden Katalysator können Verfärbungen des Polyesters auftreten, wenn das Antimontrioxyd durch bei der Reaktion entstehende bzw. frei werdende Verbindungen zu metallischem Antimon reduziert wird.It is known that in the production of high molecular weight poly (ethylene glycol terephthalate) the two successive reactions of transesterification and polycondensation in general be favored by various catalysts. While in the first development phase of the Polyesters, no care was taken to distinguish precisely between these catalysts Later work in this area led to the realization that a Polycondensation catalyst is partially inactivated in almost all cases before the polycondensation begins. So one went over to the polycondensation catalyst only at a later date Time to add. Inorganic salts or oxides are used as condensation catalysts, of which antimony trioxide is currently the most common. Especially with this in itself right Well-acting catalyst, discoloration of the polyester can occur if the antimony trioxide penetrates Compounds formed or released during the reaction are reduced to metallic antimony will.

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung von Poly-(äthylenglykolterephthalat) durch Umesterung von Dimethylterephthalat mit Äthylenglykol in Gegenwart von Zinkacetat und Polykondensation des erhaltenen Bis-glykolesters der Terephthalsäure in Gegenwart eines Polykondensationskatalysators, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Umesterung und/oder die Polykondensation in Anwesenheit von 0,01 bis 0,1 Gewichtsprozent Phthalimid, bezogen auf Dimethylterephthalat, durchführt.The invention now relates to a process for the production of poly (ethylene glycol terephthalate) by Transesterification of dimethyl terephthalate with ethylene glycol in the presence of zinc acetate and polycondensation of the bis-glycol ester of terephthalic acid obtained in the presence of a polycondensation catalyst, which is characterized in that the transesterification and / or the polycondensation is carried out in the presence from 0.01 to 0.1 percent by weight of phthalimide, based on dimethyl terephthalate.

Neben einer Verkürzung der Polykondensationszeit, die normalerweise 4 Stunden beträgt, um 30 bis 60 Minuten erhält man durch die Verwendung von Phthalimid als Polykondensationskatalysator Polyester, die sich durch eine bessere Farbe auszeichnen. Eine Verschlechterung der physikalischen Daten des Polyesters tritt nicht ein, vielmehr wird sogar eine Erhöhung der Erweichungstemperatur festgestellt.In addition to shortening the polycondensation time, which is normally 4 hours, by 30 to 60 minutes are obtained by using phthalimide as a polycondensation catalyst, polyester, which are characterized by a better color. A deterioration in the physical data of the Polyester does not enter, on the contrary, an increase in the softening temperature is even found.

Die Einzelheiten des Verfahrens werden in den nachfolgenden Beispielen erläutert.The details of the process are illustrated in the following examples.

Beispiel 1example 1

500 g Dimethylterephthalat werden unter Stickstoffatmosphäre in einem Kolben mit 344 ml Äthylenglykol und 0,015 Gewichtsprozent Zinkacetat (bezogen auf Dimethylterephthalat) unter Rühren aufgeschmolzen. Hierauf wird die Temperatur so rasch gesteigert, daß mit dem abgespaltenen Methanol bzw. Glykol eben noch kein Ester überdestilliert. (!.Stunde Verfahren zur Herstellung
vonPoly-Cäthylenglykolterephthalat)
500 g of dimethyl terephthalate are melted under a nitrogen atmosphere in a flask with 344 ml of ethylene glycol and 0.015 percent by weight of zinc acetate (based on dimethyl terephthalate) while stirring. The temperature is then increased so rapidly that no ester is distilled over with the methanol or glycol which has been split off. (!. Hour method of manufacture
of poly-ethylene glycol terephthalate)

Anmelder:Applicant:

Vereinigte Glanzstoff-Fabriken A. G.,
Wuppertal-Elberfeld, Glanzstoff-Haus
United Glanzstoff-Fabriken AG,
Wuppertal-Elberfeld, Glanzstoff House

Dr. Lothar Riehl, Grebben (RhId.),
ist als Erfinder genannt worden
Dr. Lothar Riehl, Grebben (RhId.),
has been named as the inventor

160 bis 200° C; 2. Stunde 200 bis 235° C; 3. Stunde 235 bis 240° C). Vom Beginn des Verfahrens bis zur Erreichung der Temperatur von 240° C sind insgesamt 3 Va Stunden vergangen.160 to 200 ° C; 2nd hour 200 to 235 ° C; 3rd hour 235 to 240 ° C). From the start of the process until the temperature of 240 ° C is reached are a total Three or four hours passed.

Dem Reaktionsansatz werden nun 0,02 Gewichtsprozent Phthalimid, dispergiert in möglichst wenig Glykol, sowie 2,5 g Titandioxyd (0,5 Gewichtsprozent) als 20%ige Glykoldispersion zugesetzt. Man vermindert den Druck innerhalb von 60 Minuten vorsichtig, unter Vermeidung von Verspritzungen, auf 0,1 mm Hg. Bis zu diesem Zeitpunkt steigt die Innentemperatur gerade auf 2700C an. Unter allmählicher Temperaturerhöhung auf 276° C wird das Vakuum bis zum Erreichen des Polykondensationsendpunktes beibehalten. Dieser ist nach einer Gesamtkondensationszeit von 23Ai bis 3 Stunden erreicht. (Die Gesamtkondensationszeit wird vom Beginn des Evakuierens an gerechnet.) Der Polyester hat eine Lösungsviskosität }jrc[ von 1,64 bis 1,65 und eine Erweichungstemperatur von 261 bis 262° C. Der Remissionsgrad beträgt 76 bis 78 Vo. Er ist ein Maß für den Weißgrad des Polyesters, der bestimmt wird durch Messung der Remission bei 460 ηΐμ, bezogen auf eine entsprechende Remissionsmessung an reinweißem Magnesiumoxyd, die mit 100% angenommen wird.0.02 percent by weight of phthalimide, dispersed in as little glycol as possible, and 2.5 g of titanium dioxide (0.5 percent by weight) as a 20% glycol dispersion are then added to the reaction mixture. It reduces the pressure within 60 minutes carefully, avoiding splash applications, to 0.1 mm Hg. Until that time, the internal temperature rises to just 270 0 C. With a gradual increase in temperature to 276 ° C., the vacuum is maintained until the polycondensation end point is reached. This is reached after a total condensation time of 2 3 Ai to 3 hours. (The total condensation time is calculated from the beginning of evacuation.) The polyester has a solution viscosity } j rc [ from 1.64 to 1.65 and a softening temperature of 261 to 262 ° C. The degree of remission is 76 to 78 Vo. It is a measure of the whiteness of the polyester, which is determined by measuring the remission at 460 ηΐμ, based on a corresponding remission measurement on pure white magnesium oxide, which is assumed to be 100%.

Beispiel 2Example 2

500 g Dimethylterephthalat werden, wie im Beispiel 1 beschrieben, mit 344 ml Äthylenglykol und 0,015 Gewichtsprozent Zinkacetat sowie 0,02 Gewichtsprozent Phthalimid unter Rühren aufgeschmolzen. Die Umesterung und die Polykondensation erfolgen dann ebenso wie im Beispiel 1, ohne einen weiteren Katalysatorzusatz. Die Gesamtkondensationszeit beträgt 3 1U bis 3 V2 Stunden. Die Lösungs-500 g of dimethyl terephthalate are, as described in Example 1, melted with 344 ml of ethylene glycol and 0.015 percent by weight of zinc acetate and 0.02 percent by weight of phthalimide while stirring. The transesterification and the polycondensation then take place as in Example 1, without the addition of a further catalyst. The total condensation time of 3 1 to 3 U V2 hours. The solution

309 768/447309 768/447

viskosität ηΓ0[ des erhaltenen Polyesters wird mit 1,64 bestimmt, der Erweichungspunkt mit 260 bis 261° C und der Remissionsgrad mit 73 %.The viscosity η Γ0 [of the polyester obtained is determined to be 1.64, the softening point at 260 to 261 ° C and the degree of remission at 73%.

VergleichsversuchComparative experiment

Man verfährt entsprechend Beispiel 1, setzt jedoch an Stelle von Phthalimid 0,02 Gewichtsprozent des bekannten Polykondensationskatalysators Antimontrioxyd zu. Unter diesen Bedingungen wird bis zur Erreichung des Polykondensationsendpunktes 4 bis 4 1U Stunden Gesamtkondensationszeit benötigt. Die Lösungsviskosität ηη1 des Polyesters beträgt 1,635 bis 1,645, der Erweichungspunkt liegt bei 260 bis 261° C und der Remissionsgrad bei 70 bis 72%.The procedure is as in Example 1, except that 0.02 percent by weight of the known polycondensation catalyst antimony trioxide is used instead of phthalimide. Under these conditions, the Polykondensationsendpunktes 4 to 4 1 U hours total condensation time needed to achieve. The solution viscosity η η1 of the polyester is 1.635 to 1.645, the softening point is 260 to 261 ° C and the degree of remission is 70 to 72%.

Man hat schon früher stickstoffhaltige Verbindungen als Katalysatoren bei der Herstellung von Polyestern aus Dimethylterephthalat und Äthylenglykol eingesetzt. Hierbei handelt es sich um organische Ammoniumbasen, insbesondere Alkylammoniumterephthalat. Obwohl die benötigte Katalysatormenge relativ hoch, bei etwa 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf Dimethylterephthalat, liegt, werden sehr lange Reaktionszeiten für Umesterung und Polykondensation benötigt, beispielsweise 2 V2 bis 10 Stunden für die Umesterung und 6 bis 7 Stunden für die Polykondensation. Wenn man die Polykondensation nach einer Zeit von 3 Stunden abbricht, also nach einer Zeit, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzielung eines Polyesters mit sehr guten Eigenschaften ausreicht, so erhält man nach der bekannten Arbeitsweise ein Poly-(äthylenglykolterephthalat) mit einer geringen Lösungsviskosität.Nitrogen-containing compounds have been used as catalysts in the manufacture of polyesters made of dimethyl terephthalate and ethylene glycol. These are organic Ammonium bases, especially alkylammonium terephthalate. Although the required amount of catalyst is relatively high, at about 0.5 percent by weight, based on dimethyl terephthalate, are very long Reaction times required for transesterification and polycondensation, for example 2 V2 to 10 hours for the transesterification and 6 to 7 hours for the polycondensation. If you post the polycondensation breaks off a time of 3 hours, so after a time that in the method according to the invention for Achieving a polyester with very good properties is sufficient, so one obtains according to the known Working method a poly (ethylene glycol terephthalate) with a low solution viscosity.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH:PATENT CLAIM: Verfahren zur Herstellung von Poly-(äthylenglykolterephthalat) durch Umesterung von Dimethylterephthalat mitÄthylenglykol in. Gegenwart von Zinkacetat und Polykondensation des erhaltenen Bis-glykolesters in Gegenwart eines Polykondensationskatalysators, dadurch gekenn zeichnet, daß man die Umesterung und/oder Polykondensation in Anwesenheit von 0,01 bis 0,1 Gewichtsprozent Phthalimid, bezogen auf Dimethylterephthalat, durchführt.Process for the preparation of poly (ethylene glycol terephthalate) by transesterification of dimethyl terephthalate with ethylene glycol in the presence of zinc acetate and polycondensation of the bis-glycol ester obtained in the presence of a polycondensation catalyst, characterized in that the transesterification and / or polycondensation in the presence of 0.01 to 0.1 percent by weight of phthalimide, based on dimethyl terephthalate. In Betracht gezogene Druckschriften:
Niederländische Patentschrift Nr. 90 066;
bekanntgemachte Unterlagen des belgischen Patents Nr. 544 855.
Considered publications:
Dutch Patent No. 90 066;
published documents of Belgian patent No. 544 855.
© 309 768/447 12.© 309 768/447 12.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL90066C (en) * 1956-01-21
BE544855A (en) * 1955-01-31

Patent Citations (2)

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