DE1420434C - Process for the production of high molecular weight linear polycarbonates - Google Patents
Process for the production of high molecular weight linear polycarbonatesInfo
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Description
Geformte Gebilde aus nach bekannten Verfahren, vorzugsweise unter Zusatz einer bestimmten Menge eines Monophenols als Kettenabbrecher und damit als Molekulargewichtsregulator hergestellten hochmolekularen linearen Polycarbonaten aus Dihydroxydiarylalkanen, -sulfonen, -sulfoxiden. -sulfiden, -äthern und solche aus Mischungen dieser Verbindungen und Mischungen mit anderen aromatischen oder aliphatischen Dihydroxyverbindungen zeigen gute mechanische Eigenschaften, wie hohe Reißfestigkeit. Stoßfestigkeit, Schlagzähigkeit, Kerbschlagzähigkeit und einen hohen Martensgrad (siehe z. B. die deutsche Patentschrift 971 790, Kunststoffe 49 (1959), S. 3 bis 8. und Industrial and Engineering Chemistry. 51 (1959). S. 157 bis 160).Shaped structures made by known processes, preferably with the addition of a certain amount of a monophenol as a chain terminator and thus as a molecular weight regulator produced high molecular weight linear polycarbonates made from dihydroxydiarylalkanes, sulfones, sulfoxides. -sulphides, -ethers and those of mixtures of these compounds and mixtures with other aromatic or aliphatic compounds Dihydroxy compounds show good mechanical properties, such as high tear strength. Shock resistance, Impact strength, notched impact strength and a high degree of martens (see e.g. the German Patent specification 971 790, Kunststoffe 49 (1959), pp. 3 to 8. and Industrial and Engineering Chemistry. 51 (1959). Pp. 157 to 160).
Gewisse Eigenschaften, besonders die Stoßfestigkeit bei Folien, die Kerbschlagzähigkeit und Spannungskorrosionsbeständigkeit bei Spritzgußgegenständen, sind stark von den Herstellungsbedingungen abhängig, wobei schon geringfügige Änderungen, wie sie bei wiederholter Durchführung des Herstellungsverfahrens unbeabsichtigt auftreten können, zu erheblichen Streuungen der Meßwerte führen können.Certain properties, especially the impact resistance of foils, the notched impact strength and stress corrosion resistance of injection molded objects, are heavily dependent on the manufacturing conditions, with minor changes, such as those at repeated implementation of the manufacturing process can occur unintentionally, to considerable Can lead to scattering of the measured values.
Es wurde nun gefunden, daß man Polycarbonate der erwähnten Art mit sehr guten, zum Teil noch verbesserten und insbesondere weitgehend gleichbleibenden mechanischen Eigenschaften dadurch erhalten kann, daß man in bekannter Weise z. B. durch Phosgenieren alkalischer Lösungen von aromatischen Dihydroxyverbindungen oder durch Umestern von Diarylcarbonaten mit aromatischen Dihydroxyverbindungen. vorzugsweise ebenfalls unter Zusatz einer bestimmten Menge eines Monophenols als Molekulargewichtsregler hergestellte Polycarbonate höheren Molekulargewichts als gewünscht bis zur Erreichung des gewünschten mittleren Molekulargewichts durch Hydrolysieren. Alkoholysieren, Phenolysieren oder doppeltes Umeslern abbaut.It has now been found that polycarbonates of the type mentioned can be used with very good, in some cases still improved and in particular largely constant mechanical properties thereby obtained can that you in a known manner z. B. by phosgenating alkaline solutions of aromatic Dihydroxy compounds or by transesterification of diaryl carbonates with aromatic dihydroxy compounds. preferably also with the addition of a certain amount of a monophenol as a molecular weight regulator produced polycarbonates of higher molecular weight than desired until achieved of the desired average molecular weight by hydrolyzing. Alcoholizing, phenolyzing or double learning removes.
Diesen Abbau kann man unmittelbar nach dem Herstellen der hochmolekularen Polycarbonate durchführen oder mit ihrer weiteren Verarbeitung verbinden. Die erfindungsgeinäß hergestellten Polycarbonate besitzen insbesondere auch erheblich höhere Dehnung und Kerbschlagzähigkcit, verglichen mit Polycarbonaten gleichen mittleren Molekulargewichtes, die auf dem bisher üblichen Wege hergestellt wurden.This degradation can be carried out immediately after the production of the high molecular weight polycarbonates or combine with their further processing. The polycarbonates produced according to the invention In particular, they also have significantly higher elongation and notched impact strength compared to polycarbonates of the same average molecular weight, which were prepared in the usual way.
Im allgemeinen erhält man optimale Eigenschaften, wenn man den Abbau so weit fortschreiten läßt, daß sich das mittlere Molekulargewicht der noch nicht abgebauten, höherpolymeren Polycarbonate zum mittleren Molekulargewicht der abgebauten, niederpolymeren Polycarbonate etwa wie 3 : 2 verhält.In general, optimal properties are obtained if the degradation is allowed to proceed so far that the mean molecular weight of the not yet degraded, higher polymer polycarbonates to the average molecular weight of the degraded, lower polymer Polycarbonate behaves roughly like 3: 2.
Da bei linearen Hochpolymeren in der Regel die relative Viskosität als Maß für das mittlere Molekulargewicht bestimmt wird, sind in der folgenden Tabelle I die für Polycarbonate aus Bisphenol A meist zweckmäßigen relativen Viskositäten angegeben.Since, in the case of linear high polymers, the relative viscosity is generally used as a measure of the average molecular weight is determined, those for polycarbonates made from bisphenol A are mostly expedient in Table I below relative viscosities indicated.
60 Der Abbau des Polycarbonats höheren mittleren Molekulargewichts durch Hydrolysieren kann durch Behandeln desselben mit z. B. Natronlauge, zweckmäßig unter Zusatz eines Katalysators, z. B. eines tertiären Amins, durch Alkoholisieren oder Phcnolisieren, z. B. durch Behandeln mit einem wäßrigen Alkohol, gegebenenfalls unter Zusatz von wenig Alkali, oder Erhitzen des Polycarbonats mit einer dem gewünschten Abbau entsprechenden Menge eines Monophenols und durch doppeltes Umestern, z. B. durch Erhitzen des Polycarbonats mit einer dem gewünschten Abbau entsprechenden Menge Diphenylcarbonat, erfolgen. 60 The degradation of the higher average molecular weight polycarbonate by hydrolyzing can be achieved by treating it with e.g. B. sodium hydroxide, expediently with the addition of a catalyst, e.g. B. a tertiary amine, by alcoholizing or Phcnolisiert, z. B. by treatment with an aqueous alcohol, optionally with the addition of a little alkali, or heating the polycarbonate with an amount of a monophenol corresponding to the desired degradation and by double transesterification, e.g. B. by heating the polycarbonate with an amount of diphenyl carbonate corresponding to the desired degradation.
So kann man z. B. dem Reaktionsgemisch, das durch Umsetzung von Bisphenol A mit Phosgen in wäßrig-alkalischer Lösung mit einem Gehalt an Methylenchlorid als Lösungsmittel entstanden ist, eine geeignete Menge eines Monophenols und gegebenenfalls Triäthylamin als Katalysator zusetzen. Bei richtig bemessener Menge des Phenols erhält man dann bereits nach kurzer Zeit den gewünschten Abbau. Andererseits kann man höhermolekularc Polycarbonate in bekannter Weise, z. B. in einem Extruder, aufschmelzen, wobei man eine geeignete Menge eines Monophenols oder von Diphenylcarbonat zugesetzt hat. Beim Austritt aus dem Extruder erhält man dann das Polycarbonat mit dem gewünschten niedrigeren Molekulargewicht.So you can z. B. the reaction mixture obtained by reacting bisphenol A with phosgene in aqueous-alkaline solution with a content of methylene chloride as a solvent has arisen, add a suitable amount of a monophenol and optionally triethylamine as a catalyst. at If the amount of phenol is measured correctly, the desired amount is obtained after a short time Dismantling. On the other hand, you can hochmolekularc polycarbonates in a known manner, for. B. in one Extruder, melt, using a suitable amount of a monophenol or of diphenyl carbonate added. The polycarbonate with the desired one is then obtained on exit from the extruder lower molecular weight.
Die nachstehenden Versuche zeigen, daß durch das erfindungsgemäße Herstellen von Polycarbonaten bestimmten, aber zunächst höheren mittleren Molekulargewichts unter Zusatz entsprechender Mengen Monophenol und Abbauen des Molekulargewichts dieser Polycarbonate mittels Hydrolysieren derselben unter Zusatz weiterer bestimmter Mengen eines Monophenols auf das gewünschte Molekulargewicht Polycarbonate mit verbesserten Eigenschaften erhalten werden im Vergleich zu auf bekannte Weise hergestellten Polycarbonaten etwa des gleichen, niedrigeren Molekulargewichts durch Zugabe entsprechend höherer Mengen eines Monophenols schon bei der Herstellung.The experiments below show that by the production of polycarbonates according to the invention, certain but initially higher average molecular weight with the addition of appropriate amounts of monophenol and degrading the molecular weight of these polycarbonates by hydrolyzing them under Addition of further specific amounts of a monophenol to the desired molecular weight of polycarbonate with improved properties compared to those prepared in a known manner Polycarbonates of about the same, lower molecular weight by adding accordingly higher amounts of a monophenol during manufacture.
Herstellung von Polycarbonaten nach bekannten VerfahrenProduction of polycarbonates by known processes
I η ein Gemisch aus 4540 Gewichtsteilen Bisphenol A, 60 Gewichtsteilen (A I) bzw. 58 Gewichtsteilen (A 2) bzw. 55 Gewichtsteilen (A 3) ρ - tert.Butylphcnol, 15(M)O Teilen Wasser, 12000 Gewichtsteilen Methylenchlorid und 5150 Gewichtsteilen 45"/„iger Natronlauge werden 2365 Gewichtsteile Phosgen in 2 Stunden bei 25 C unter Rühren eingeleitet. Anschließend werden 16 Gewichtsteile Triäthylamin zugegeben. In etwa einer Stunde wird die organische Phase des Gemisches hoch viskos, sie wird im Kneter mit verdünnter Natronlauge, verdünnter Salzsäure, dann mit Wasser elektrolytfrei gewaschen. Die organische Phase wird zerkleinert. Nach Abdampfen des Methylenchlorids und anschließendem Trocknen bei 140 C und 0,1 Torr wird ein Granulat erhalten, dessen relative Viskosität 1,412 (Al) bzw. 1.420 (A 2) bzw. 1,456 (A 3) beträgt. Das Granulat wird auf der Spritzgußmaschine zu Gabeln verarbeitet, die die in Tabelle 2 (A I bis A 3) angegebenen Eigenschaften zeigen.I η a mixture of 4540 parts by weight of bisphenol A, 60 parts by weight (A I) or 58 parts by weight (A 2) or 55 parts by weight of (A 3) ρ-tert-butylphenol, 15 (M) O parts of water, 12,000 parts by weight of methylene chloride and 5150 parts by weight of 45% sodium hydroxide solution become 2365 parts by weight of phosgene in 2 hours initiated at 25 C with stirring. Then 16 parts by weight of triethylamine are added. In about an hour the organic phase of the mixture becomes highly viscous, it is diluted with the kneader Sodium hydroxide solution, dilute hydrochloric acid, then washed free of electrolytes with water. The organic Phase is crushed. After evaporation of the methylene chloride and subsequent drying at 140.degree and 0.1 Torr, a granulate is obtained whose relative viscosity is 1.412 (Al) or 1.420 (A 2) or 1.456 (A3). The granulate is made on the injection molding machine processed into forks which show the properties given in Table 2 (A I to A 3).
B c i s ρ i e IB c i s ρ i e I
Herstellung von Polycarbonaten etwa gleichen MolekulargewichtsProduction of polycarbonates with approximately the same molecular weight
Man verfährt, wie oben beschrieben, jedoch mit nur 30 Gewichtsteilen (Bl) bzw. 27 Gewichtsteilen (B 2) bzw. 22 Gewichtsteilen (B 3) p-tert.Butylphenol. Die nach Zugabe von 16 Gewichtsteilen Triäthylamin anfallende hochviskose organische Phase (relative Viskosität BI = 1.558 bzw. B 2 = 1.572 bzw. B 3 = 1,569) wird im Kneter mit der alkalisch-wäßrigen Schicht und weiteren 50 Gewichtsteilen Triäthylamin und 42 Gewichtsteilen p-tert.Butylphenol geknetet und anschließend, wie oben beschrieben, mit verdünnter Natronlauge, verdünnter Salzsäure, dann mit Wasser elektrolytfrei gewaschen und aufgearbeitet. Das getrocknete Granulat hat eine relative Viskosität von 1,415 (B 1) bzw. 1,423 (B 2) bzw. 1,452 (B 3). Es wird, wie oben beschrieben, zu Gabeln verarbeitet, die die in der Tabelle 2 (B I bis B 3) angegebenen Eigenschaften zeigen.The procedure described above is followed, but with only 30 parts by weight (B1) or 27 parts by weight (B 2) or 22 parts by weight of (B 3) p-tert-butylphenol. After adding 16 parts by weight of triethylamine Accruing highly viscous organic phase (relative viscosity BI = 1.558 or B 2 = 1.572 or B 3 = 1.569) is in the kneader with the alkaline-aqueous layer and a further 50 parts by weight of triethylamine and 42 parts by weight of p-tert-butylphenol and then, as described above, with diluted Sodium hydroxide solution, dilute hydrochloric acid, then washed free of electrolytes with water and worked up. The dried granulate has a relative viscosity of 1.415 (B 1) or 1.423 (B 2) or 1.452 (B 3). It is, as described above, processed into forks which have the properties given in Table 2 (B I to B 3) show.
PolycarbonalPolycarbonal
A 1
A2
A3A 1
A2
A3
B 1
B2
B 3B 1
B2
B 3
Ausgangs-Relative
Initial
nach demviscosity
after
kg'cnrTear resistance
kg'cnr
festigkeitBend
strength
/ähigkeitNotched bar
/ ability
Marlens/ahl
CMarlens / ahl
C.
120120
105
104105
104
126
124
126126
124
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