DE1176855B

DE1176855B - Stabilisieren von Polyestern gegen thermischen Abbau

Info

Publication number: DE1176855B
Application number: DEJ21706A
Authority: DE
Inventors: George Wright Taylor
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1961-05-01
Filing date: 1962-05-02
Publication date: 1964-08-27
Also published as: NL278215A; GB1023562A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C 08 g

Deutsche Kl.: 39 b - 22/10

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

J 21706IV c/39 b
2. Mai 1962
27. August 1964

In der britischen Patentschrift 578 079 sind Verbesserungen zur Herstellung von hochpolymeren Stoffen beschrieben, und es wird dort festgestellt, daß eine Anzahl von Metallen, wenn sie als Katalysatoren zugesetzt werden, geeignet sind, einen unterschiedlichen Grad bei der Herstellung von hohen Terephthalatpolymeren zu erzielen, wobei gute Ergebnisse erreicht werden, wenn eine geringe Menge eines Alkalimetalls, beispielsweise von 0,025 bis 0,1 % angewandt werden.

Erfindungsgegenstand ist die Verwendung von Nickel, Kupfer, Aluminium, Mangan oder Eisen in einer Menge von mindestens 0,2 °/₀ und bis zu 2°/₀, bezogen auf den faserbildenden Polyester, und einer Teilchengröße von 0,25 mm bis 10 mm als stabilisierender Zusatz gegen Verfärbung von thermoplastischen faserbildenden Polyestern, die sich von Terephthalsäure ableiten, beim Schmelzspinnen oder Erwärmen auf Temperaturen bei oder oberhalb des Schmelzpunktes des Polyesters.

Die folgenden Metalle haben sich nicht als wirksam erwiesen und einige derselben haben sogar eine schädliche Wirkung: Zink, Wismut, Vanadium, Blei, Kobalt, Gallium, Germanium, Silber, Molybdän, Magnesium, Cadmium, Zinn und Antimon.

Es können Mischungen und Legierungen von zwei oder mehreren der wirksamen Metalle angewandt werden, und diese müssen in feinverteilter Form vorliegen, um eine große Oberfläche zu liefern, wobei sie jedoch eine Teilchengröße von zweckmäßig mehr als 0,25 mm besitzen sollten.

Die erforderlichen Mengen, wenn sie in dem Polymer dispergiert sind, überschreiten diejenigen, welche bei den katalytischen Mengen, beispielsweise in der britischen Patentschrift 578 079, vorgeschlagen wurden. Gemäß der Erfindung können Mengen von mindestens 0,2 %, vorzugsweise 0,5 °/₀, und bis zu 2 Gewichtsprozent des faserbildenden Polyesters angewandt werden.

Fasern aus Polyester mit einer inneren Viskosität von 0,45 bis 0,49 können verbessert werden, wenn es erwünscht ist, Fasern mit einem verringerten Pillingeffekt, schmelzzuverspinnen. Zur Erzeugung von eine hohe Festigkeit aufweisenden Fasern mit einer größeren Abriebbeständigkeit sollten Polyester verarbeitet werden, welche sich auf eine Terephthalsäure mit einer inneren Viskosität von 0,5 bis 0,7 ableiten.

Vorzugsweise können das Metall oder die Metalle die inerten Glas- oder Sandteilchen in den Filterpackungen ersetzen.

Andererseits kann es wünschenswert sein, die Metallteilchen von dem Polymer während des Schmelzspinnens zu entfernen. Dies kann durch Anwendung Stabilisieren von Polyestern gegen
thermischen Abbau

Anmelder:

Imperial Chemical Industries Limited, London

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Fincke, Dipl.-Ing. H. Bohr
und Dipl.-Ing. S. Staeger, Patentanwälte,
München 5, Müllerstr. 31

Als Erfinder benannt:

George Wright Taylor, Harrogate, Yorkshire

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom l.Mai 1961 (15 650)

eines geeigneten Filters erfolgen, durch das das Polymer filtriert wird, bevor es in die Spinndüse gelangt.

Aus der USA.-Patentschrift 2 495 319 ist ein Verfahren zur Herstellung von polymeren linearen Terephthalsäureestern bekannt, wobei als Esteraustauschkatalysatoren eine Reihe von Metallen verwendet werden, die auch gemäß der Erfindung als Stabilisator gegen den thermischen Abbau von faserbildenden Polyestern angewendet werden.

Der Verwendungszweck der Metalle ist also in beiden Fällen ein ganz anderer.

Die Metalle werden beim erfindungsgemäßen Verfahren nach erfolgter Esteraustauschreaktion zugesetzt. Für den Zusatz dieser Metalle vor oder während der Polykondensation wird auch hier kein Schutz beansprucht.

Während beim erfindungsgemäßen Verfahren die Metalle als solche in einer Teilchengröße von 0,25 bis 10 mm verwendet werden, können sie als Katalysator nach dem Verfahren der USA.-Patentschrift 2 465 319 nur wirksam sein, wenn sie in Form einer Lösung in dem jeweils verwendeten Glykol angewendet werden. Selbst wenn die Metalle nach dem Verfahren der genannten USA.-Patentschrift im Überschuß vorliegen, so können sie doch nicht im Sinne der vorliegenden Erfindung wirksam werden, da sie eben als Metallverbindungen und nicht in Form der Metalle selbst vorhanden sind. Es kommt noch hinzu, daß die Menge der Metalle der USA.-Patentschrift 2 465 319, wenn man sie als solche anwendet, nicht ausreichend sein

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würde, um einen merklichen Einfluß auf die Verhinderung einer Verfärbung des endgültigen Polyesterproduktes zu besitzen.

In den folgenden Beispielen beziehen sich die Teile und Prozentangaben auf das Gewicht.

Beispiel 1

Polyäthylenterephthalat, das geeignet ist, um zu Fäden schmelzversponnen zu werden, wurde 2 Stunden lang auf 306⁰C erwärmt, und die sich dabei entwickelnden gasförmigen Produkte wurden mittels eines Stickstoffstromes aus der Reaktionszone entfernt, der ständig eingeleitet wurde und eine kräftige Bewegung des geschmolzenen Polymers zur Folge hat. Wenn der geschmolzene Polyester eine geringe Menge Nickel in einer Teilchengröße von etwa 0,25 mm Durchmesser enthielt, wurde die Entwicklung einer Carbonylverbindung und die Verfärbung des Polyesters beträchtlich verringert, wie sich aus der folgenden Tabelle ergibt.

Tabelle

Einfluß von Nickel auf die Geschwindigkeit der Bildung von Carbonylverbindungen und einer Verfärbung in geschmolzenem Polyäthylenterephthalat.

Nickel	Geschwindigkeit der	Verfärbung nach
konzentration	Entwicklung der	2 Stunden
Gewichtsprozent	Carbonylverbindung	(Mittelwerte)
vom	(Mol/Esterbin
Polymergewicht	dung/Sekunden · 107	7,8
0,0	5,5	6,8
0,2	2,3	4,4
0,5	1,7	4,4
1,0	1,2

Beispiel 2

Polyäthylenterephthalat wurde in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise erwärmt, wobei es 0,5 % Aluminiumteilchen anstatt Nickel enthielt. Auch in diesem Fall wurde die Verfärbung und die Entwicklung einer Carbonylverbindung verringert.

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Beispiel 3

Polyäthylenterephthalat wurde, wie im Beispiel 1 angegeben, erwärmt und enthielt dabei 0,5% ^ei^ner Mischung von Nickel und Aluminium (40 Teile Nickel, 60 Teile Aluminium) anstatt Nickel. Auch hierbei wurde die Verfärbung und die Geschwindigkeit der Bildung einer Carbonylverbindung verringert.

Beispiel 4

Polyäthylenterephthalat wurde, wie im Beispiel 1 angegeben, erwärmt und enthielt hierbei 0,5 % Kupferteilchen anstatt Nickel. Auch in diesem Fall wurde die Geschwindigkeit der Bildung einer Carbonylverbindung verringert.

Beispiel 5

Polyäthylenterephthalat wurde in der im Beispiel 1 angegebenen Weise erwärmt und enthielt hierbei 0,5 % Eisen an Stelle von Nickel. Die Geschwindigkeit der Bildung einer Carbonylverbindung wurde verringert.

Beispiel 6

Polyäthylenterephthalat wurde in der im Beispiel 1 angegebenen Weise erwärmt und enthielt hierbei 0,5 % Mangan an Stelle von Nickel. Die Geschwindigkeit der Bildung einer Carbonylverbindung wurde verringert.

Claims

Patentanspruch:

Verwendung von Nickel, Kupfer, Aluminium, Mangan oder Eisen in einer Menge von mindestens 0,2% und bis zu 2%, bezogen auf den faserbildenden Polyester, und einer Teilchengröße von 0,25 bis 10 mm als stabilisierender Zusatz gegen Verfärbung von thermoplastischen faserbildenden Polyestern, die sich von Terephthalsäure ableiten, beim Schmelzspinnen oder Erwärmen auf Temperaturen bei oder oberhalb des Schmelzpunktes des Polyesters.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 465 319.

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