DE1168888B

DE1168888B - Verfahren zur Herstellung von Bis-hydroxyaethylterephthalat

Info

Publication number: DE1168888B
Application number: DEK39513A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Radmila Vilencic
Original assignee: KEMIJSKA IND ZAJEDNICA
Current assignee: KEMIJSKA IND ZAJEDNICA
Priority date: 1958-12-27
Filing date: 1959-12-23
Publication date: 1964-04-30

Description

Verfahren zur Herstellung von Bis-hydroxyäthylterephthalat Die Herstellung von Bis-hydroxyäthylterephthalat durch Umesterung von Dimethylterephthalat mit Äthylenglykol ist eine der wichtigsten Stufen bei der Synthese des unter dem Handelsnahmen »Terylen» bekannten Kunststoffs. Bis jetzt herrschte die Meinung, daß saure Umesterungskatalysatoren für diese Reaktion nicht gegeignet seien. In der Literatur (T. S kw a r s k i, Zesz nauk politechzodzkiej, 12, S. 41 [1956]) sind erfolgslose Versuche mit Orthophosphorsäure und anderen Säuren beschrieben worden.
Es wurde nun gefunden, daß Bis-hydroxyäthylterephthalat durch Umesterung von Dimethylterephthalat mit Äthylenglykol bei erhöhter Temperatur unter Mitverwendung von Katalysatoren, und zwar Copolymeren aus sulfuriertem Divinylbenzol und Styrol gewonnen werden kann. Die Umsetzung erfolgt bei einer Temperatur von 140 bis 160° C, d. h. bei einerTemperatur, die tiefer liegt als in der Literatur hierfür angegeben bzw. bedeutend tiefer liegt als die bisher angewendeten höheren Temperaturen bei mehrstufigen Verfahren. Mit diesem Verfahren werden ausgezeichnete Ergebnisse erzielt.
Außerdem wird die Dauer der Umesterung, die bei der Herstellung von Terylen nach bekannten Verfahren die die längste Zeit beanspruchende Stufe darstellt, beträchtlich herabgesetzt. Sie beträgt maximal 21/z Stunden im Gegensatz zu 18 bis 24 Stunden bei Verwendung anderer Katalysatoren.
Weitere Vorteile sind: 1. Das Reaktionsgemisch kann mit Hilfe von Dampf von 8 atm, d. h. auf eine Temperatur von l70° C, erhitzt werden, wodurch besondere Anlagen und Vorsichtsmaßnahmen entfallen, die beim Erhitzen des Reaktionsgefäßes mit Diphenyläther erforderlich sind.
2. Der Katalysator bleibt nicht in dem Reaktionsgemisch zurück und kann mehrere Male verwendet werden. Außerdem kann er leicht regeneriert werden, weshalb die eingesetzte Menge keine besondere Rolle spielt. Ferner verläuft die Umsetzung in befriedigender Weise selbst mit kleineren Katalysatormengen; sie dauert dann lediglich ein wenig länger.
Da der Katalysator keinerlei Metallionen enthält, wird bei Weiterverarbeitung des Polymeren zu einem Film ein elektrisch vollständig nichtleitender Film erhalten.
Der erfindungsgemäße Katalysator begünstigt auch die Kondensationsreaktion des Terephthalats, und es tritt bereits bei 160° C eine Bildung des Polymeren ein. Dies stellt einen weiteren Vorteil des Katalysators außer den bei der Vorveresterung erzielten Vorteilen dar.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der folgenden Beispiele erläutert.
Beispiel 1 19,4 g (0,1 Mol) Dimethylterephthalat und 18,8 g (0,3 Mol) Äthylenglykol werden zusammen mit 8,9 g Katalysator in einem mit einem Dephlegmator ausgestatteten Kolben erhitzt und mit einem elektrischen Rührer mit 230 U/min vermischt. Die Umsetzung dauert 40 Minuten, nachdem der Katalysator in Kontakt mit dem Reaktionsgemisch gebracht wurde.
Als Reaktionsprodukt werden 21,3 g einer weißen Substanz gewonnen, die einen Schmelzpunkt von 108 bis 109° C aufweist. Die Ausbeute entspricht 96,4% der Theorie.
Das beste Mittel zur Abtrennung des Bis-hydroxyäthylterephthalats ist, es durch Lösen in Aceton von dem Katalysator abzutrennen.
Beispiel 2 Die im Beispiel 1 genannten Mengen an Dimethylterephthalat und Äthylenglykol werden auf 140° C erhitzt. Der Katalysator wird in einem Glastuchsa.ck eingefüllt, um eine sonst nachträglich erforderliche Trennung des Reaktionsproduktes vom Katalysator zu vermeiden. Die Rührgeschwindigkeit wird auf 60 bis 120 U/min herabgesetzt. Auch in diesem Falle verläuft die Reaktion befriedigend. Der überschuß an Äthylenglykol kann auf folgenden Wegen abgetrennt werden: 1. Durch Vakumdestillation unter Durchspülen mit Stickstoff.
2. Dem Reaktionsgemisch wird zur Abtrennung des überschüssigen Äthylenglykols Wasser zugegeben, das Gemisch Äthylenglykol-Wasser wird abgesaugt, und der zurückgebliebene Ester wird getrocknet.
Vorteilhafterweise wendet man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein optimales Gewichtsverhältnis von Dimethylterephthalat zu Äthylenglykol von 1: 2,5 bis l: 3 an.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Bis-hydroxyäthylterephthalat durch Umesterung von Dimethylterephthalat mit Äthylenglykol bei erhöhter Temperatur unter Mitverwendung von Katalysatoren, dadurch gekennzeichn e t, daß man die Umesterung mit Hilfe eines Copolymeren aus sulfuriertem Divinylbenzol und Styrol als Katalysatoren bei 140 bis 160° C durchführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gewichtsverhältnis von Dimethylterephthalat zu Äthylenglykol von 1: 2,5 bis 1 : 3 anwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Katalysator in einem Glastuchsack oder in einem perforierten Glas- oder Metallzylinder in das Reaktionsgemisch einbringt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umesterungstemperatur mit Dampf von 8 atm erzeugt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umesterung unter mechanischem Rühren bei einer Rührgeschwindigkeit zwischen 2 und 230 U/min durchführt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man den Ester mit Hilfe von Aceton vom Katalysator trennt.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man den Ester von überschüssigem Äthylenglykol durch Zugabe von Wasser trennt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1002 751.