DE1273195B

DE1273195B - Verfahren zur Polymerisation von Lactamen mit sieben und mehr Ringgliedern unter Formgebung

Info

Publication number: DE1273195B
Application number: DE1962B0068194
Authority: DE
Inventors: Dr Guenter Becht; Dr-Ing Hermann Fischer; Dr Hans Wilhelm
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1962-07-26
Filing date: 1962-07-26
Publication date: 1968-07-18

Description

Verfahren zur Polymerisation von Lactamen mit sieben und mehr Ringgliedern unter Formgebung Zusatz zum Patent: 1 188 808 Gegenstand des Hauptpatents 1 188 808 ist ein Verfahren zur Polymerisation von Lactamen mit sieben oder mehr Ringgliedern unter Formgebung durch Erhitzen der Lactame auf Polymerisationstemperatur in Gegenwart von alkalischen Katalysatoren und gegebenenfalls Aktivatoren in einer auf Polymerisationstemperatur vorgewärmten Hohlform, wobei man die Lactame bei Temperaturen über ihrem Schmelzpunkt und unterhalb ihrer Polymerisationstemperatur unter Druck in die Hohlform einbringt.
Wenn die Lactamschmelze jedoch zu dünnllüssig ist, kann während des Fördervorganges eine Reihe von Störungen auftreten, die den Herstellungsvorgang oder die Qualität der Formkörper ungünstig beeinflußt. So kann es vorkommen, daß die im Massezylinder der Fördervorrichtung (z. B. einer Spritzgußmaschine) enthaltende Lactamschmelze bereits vor Beginn des Fördervorganges unkontrolliert aus der Spritzdüse in die auf die Polymerisationstemperatur geheizte Hohlform läuft und dort vorzeitig polymerisiert. Außerdem kann es geschehen, daß die Lactamschmelze während des Fördervorganges hinter den zur Förderung verwendeten Kolben gerät oder daß die Lactamschmelze, wenn zur Förderung eine Schnecke eingesetzt wird, nicht oder ungenügend in die Hohlform gedrückt wird.
Es wurde nun gefunden, daß man das Verfahren nach Patent 1 188 808 unter Vermeidung der geschilderten Schwierigkeiten weiter ausbilden kann, indem man zu der Lactamschmelze vor der Polymerisation so viel Kieselgel zusetzt, daß sie thixotrope Eigenschaften aufweist.
Der feinverteiltes Kieselgel enthaltende geschmolzene Polymerisationsansatz besitzt im Ruhezustand eine höhere Viskosität als eine nur Aktivator und Katalysator enthaltende Lactamschmelze und läuft daher nicht vorzeitig und unkontrolliert in die Hohlform. Während der Förderung durch einen Kolben oder eine Schnecke wird der geschmolzene Polymerisationsansatz Scherkräften unterworfen, durch welche die Viskosität des geschmolzenen Polymerisationsansatzes auf Grund seiner thixotropen Eigenschaften mit der Zeit abnimmt. Dies bedeutet, daß der thixotrop gemachte Polymerisationsansatz sich einerseits durch einen Kolben oder eine Schnecke ohne die geschilderten Schwierigkeiten fördern läßt, andererseits jedoch gegen Ende des Fördervorganges so gut fließfähig wird, daß schon bei verhältnismäßig niedrigen Drücken auch kompliziert ausgebildete Hohlform schnell und gleichmäßig ausgefüllt werden.
Die zum Herstellen des thixotropen Polymerisationsansatzes erforderlichen Mengen feinverteiltes Kieselgel sind von der Zusammensetzung des jeweils verwendeten Polymerisationsansatzes abhängig. Im allgemeinen genügen Mengen von 3 bis 7 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte Gewichtsmenge des zu polymerisierenden Lactams. Erforderlichenfalls kann man aber auch davon abweichende Mengen verwenden.
Für das Verfahren geeignete Lactame sind alle nichtsubstituierten und am Kohlenstoff substituierten Lactame mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen im Ring, z. B. Pyrrolidon, Piperidon, Caprolactam, Önanthlactam, Capryllactam, Caprinlactam, Laurinlactam, C-Methyl-E-caprolactam, ferner Lactame, die über eine Alkylenbrücke mit einem weiteren Lactam verbunden sind. Solche Lactame können aus den entsprechenden Methylen-bis-cyclohexanonen durch Umsetzung mit Hydroxylamin und anschließende Beckmann-Umlagerung hergestellt sein. Außer den genannten Lactamen können selbstverständlich auch ihre Gemische verwendet werden.
Als Katalysatoren werden in bekannter Weise Alkalimetalle, Erdalkalimetalle sowie deren organische und anorganische Verbindungen, wie Alkaliamide, Alkalihydroxyde, Alkalialkoholate, Alkalilactame usw., verwendet.
Geeignete Aktivatoren sind außer den im Hauptpatent genannten Verbindungen besonders N-Cyanolactame.
Das Verfahren wird zweckmäßig so durchgeführt, daß man einer auf übliche Weise aus Lactam, Kata- lysator und gegebenenfalls Aktivator hergestellten Mischung die zum Herstellen eines thixotropen Polymerisationsansatzes erforderliche Menge Kieselgel homogen einverleibt. Obwohl es nicht unbedingt erforderlich ist, empfiehlt es sich, die zum Herstellen der Mischungen erforderlichen Arbeiten unter Stickstoff vorzunehmen. In jedem Fall ist es zweckmäßig, stets nur so viel von der Mischung herzustellen, wie die Spritzgußmaschine in wenigen Minuten verarbeitet. Mit dem thixotropen Polymerisationsansatz wird sodann bei einer Temperatur, die über dessen Schmelzpunkt und unterhalb der Formtemperatur liegt, mittels einer handelsüblichen Spritzgußmaschine eine auf 80 bis 2000 C geheizte Form, die beliebig gebaut sein kann, gefüllt. Die Polymerisation ist nach wenigen Minuten beendet. Danach kann die Form geöffnet werden. Man erhält Formkörper mit einer ausgezeichneten Oberflächenb eschaffenheit.
Die in dem Beispiel genannten Teile sind Gewichtsteile.
Beispiel Einer auf übliche Weise aus 159 Teilen Caprolactam, 33 Teilen des Umsetzungsprodukts von 3 Teilen Kalium mit 97 Teilen Caprolactam und 8 Teilen Bis-(caprolactam - N carbonsäure) - hexamethylen-diamid-(1,6) hergestellten Mischung werden unter Rüh- ren 10 Teile Kieselgel zugesetzt. Der erhaltene thixotrope Polymerisationsansatz wird anschließend in einen auf 750 C erwärmten Spritzgußzylinder einer Spritzgußmaschine gebracht und unter 70 atü Spritzdruck in eine auf 1600 C erhitzte Form zum Herstellen von Schalen gedrückt. Es ist zweckmäßig, die Innenflächen der Form mit Silikonöl zu bestreichen.
Der Spritzdruck wird nach dem Füllen der Form etwa 5 Minuten aufrechterhalten. Danach wird die Form geöffnet und die Schale entnommen.

Claims

Patentanspruch: Weiterausbildung des Verfahrens zur Polymerisation von Lactamen mit sieben oder mehr Ringgliedern unter Formgebung durch Erhitzen der Lactame auf Polymerisationstemperatur in Gegenwart von alkalischen Katalysatoren und gegebenenfalls Aktivatoren in einer auf Polymerisationstemperatur vorgewärmten Hohlform, wobei man die Lactame bei Temperaturen über ihrem Schmelzpunkt und unterhalb ihrer Polymerisationstemperatur unter Druck in die Hohlform einbringt, gemäß Patent 1 188 808, d a -durch gekennzeichnet, daß man zu der Lactamschmelze vor der Polymerisation so viel Kieselgel zusetzt, daß sie thixotrope Eigenschaften aufweist.