DE1495035A1 - Process for the preparation of polymer solutions and compositions containing them - Google Patents
Process for the preparation of polymer solutions and compositions containing themInfo
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Description
A M ELIO T E X,ItJCiA M ELIO T E X, ItJCi
Mt Fifth Avenue, New York 17, Ν,Υ..Mt Fifth Avenue, New York 17, Ν, Υ ..
Verfahren zur Herstellung von Polyinerlösun^en und sie enthaltende Zusammenstellungen.Process for the production of polymer solutions and compilations containing them.
Priorität: US-Patentanmeldung Nr. 216 73? vom 1h.August I962Priority: U.S. Patent Application No. 216 73? from 1 h. August I962
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von Polymerlösungen von Polyurethanen und neue durch das Verfahren erhaltene /The invention relates to a new process for the preparation of polymer solutions of polyurethanes and new obtained by the process /
Gemäss der bisherigen Technik werden Polya;erlösun^en van Polyurethanen mit verlängerter tfette erhalten durch eines der folgenden Verfahren:According to the previous technology, polyas will be redeemed van polyurethanes with extended fats obtained by one of the following:
1» :-ian läsr.t im Block ein Vorpolymer mit entstund! ^en' Ir^ocyanat^ruppen sich umsetzen mit einem Kottenaandehnun^s !flittel, beispielsweise einem GIy kol, einem Di η mi η oder oiner anderen mindestens ^wei aktive Wanserstoffatoaie on Leitenden VerDindun^. Das so erhaltene Polymer wird rifum in einem geeigneten Lösun^sinittel gelöst.1 »: -ian läsr.t in the block a prepolymer with originated! ^ en 'Ir ^ ocyanat ^ ruppen react with a Kottenaandehnun ^ s! flittel, for example a GIy kol, a Di η mi η or another at least ^ two active hydrogen atom of a leading connection. The polymer obtained in this way is dissolved in a suitable solvent.
2. Man lässt ein Vorpolymer mit endständigen Isocyanathrappfiii sich umsetzen :riit einem Kettenaitödehnun^sifilttGl xn fiei-onwart eines LCsurit-r.mittels.2. It is allowed a prepolymer having terminal Isocyanathrappfiii react: riit a Kettenaitödehnun ^ sifilttGl xn f iei-onwart a LCsurit-r.mittels.
bas erste Verfahren beschriinkt sich auf Kettenaus-Uf.-iiriun^stiiittel mit mässigeirt Reaktionsvermögen wie PoIyof;terodor Polyätherglykole und aromatische Diamine. ioar.fi Reaktion 1st exotherm und kann nicht leicht bei r?ir:ci. re at, ie rondo η oyntemori gesteuert werden.The first process is restricted to chain-forming agents with moderate reactivity, such as polyof, terodor, polyether glycols and aromatic diamines. ioar.fi reaction is exothermic and cannot easily be r? ir: ci. re at, ie rondo η oyntemori to be controlled.
Das L5 Pu nähverfahren erforrlert im allgemeinen Wärme Ui'' hei'tigos Hühren mit Scherwirkunfi, was oft einen unf:r-//"ir-ir;chteri Abbau, do ο Polymers hervorruft.The sewing methods L5 Pu erforrlert usually heat Ui '' hei'tigos Hühren with Scherwirkunfi what is often an unf: r - // "ir-ir; causes chteri degradation, do ο polymer.
-2- H95035- 2 - H95035
Das zweite Verfahren ist anwendbar auf Kettenausdehnungsmittel mit. schnellerem Reaktionsvermögen als die ^edass dem ersten Verfahren verwendeten. Indessen ist diene Methode nicht wirksam mit Kettenausdehnungsmitteln tint sehr raschem Reaktionsvermögen, wie aliphatisch« Diamine.The second method is applicable to chain extenders with. faster responsiveness than the ^ ed that used the first method. Meanwhile is This method is not effective with chain extenders tint very quick reactivity, such as aliphatic « Diamines.
In solchen .Systemen mit rascher Reaktion gibt es i'nst unabänderlich Bildung von gelierten Strukturen.In such .Systemen with rapid reaction there i'nst invariably formation of gelled structures.
Diese können oft sich wieder auflösen durch heftiges, scherend wirkendes Rühren und Erwärmen. Jedoch ruft dieses letztere Technik gleichfalls einen Teilabbau des Polymers hervor, was eile Brauchbarkeit des zweitens Verfahrens stark beschränkt.These can often dissolve again through vigorous, shearing stirring and heating. However this one calls The latter technique also causes partial degradation of the polymer, which makes the second method extremely useful severely limited.
Es ist bekannt, dass mechanisch überlegenere Eigenschaften nur mit Kettenausdehnungsmitteln erhalten werden können, welche das Entstehen kurzer Segmente in der Polymerkette veranlassen, die ihrerseits erhöhte Grade von Zvischenwirkungen mit anderen ähnlichen und benachbarten -Segruenteri des Polymers darbieten. Die in dem zweiten Verfahren verwendeten Kettenausdehnungsmittel mit massig schnellen! Reaktionsvermögen sind im allgemeinen Diamine cyclischer Art oder mit sterischer Behinderung, wie z.B. das Pipernzin und Methandiamin. Die Cyclen oder seitlichen Gruppen mit steri scher Behinderung neigen dazu, die erwünschten intermolekularen Anzäihungskräfte im Innern der Moleküle des Polymers zu verringern. Die Kette riaupdehnungerni ttel wie Äthylendiami n, Tetramethylendiamin sind Propylendiamin, reiche keine wichtigen Gruppen, für Bruch der intermolekularen Kräfte haben und welche Infolgedessen Polymere von Urethanen mit überlegeneren mechaja nischen Eigenschaften geben würden, können jedoch nicht verwendet werden, um Polymerlösungen guter Qualität nach diesen beiden Verfahren,zu geben, und zwar wegen ihrer sehr erhöhten Reaktionsgeschwindigkeit mit den Isocyanaten, was gelierte Strukturen mit allen oben erwähnten Nachteilen ergibt.It is known that mechanically superior properties can only be obtained with chain extenders which prevent the formation of short segments in the Induce polymer chains, which in turn have increased degrees of interactions with other similar and neighboring ones -Segruenteri of the polymer present. The one in the second Process used chain extenders with massively fast! Reactivities are generally diamines cyclic type or with steric hindrance, e.g. the pipernine and methanediamine. The cyclic or lateral groups with steric hindrance tend to the desired intermolecular attraction forces inside of the molecules of the polymer to decrease. The chain riaupdehnungerni such as ethylenediamine, tetramethylenediamine are propylenediamine, no important groups, rich for Rupture of intermolecular forces have and what as a result Polymers of urethanes with superior mechaja niche properties would, but cannot be used to give good quality polymer solutions by these two methods, because of them very increased reaction rate with the isocyanates, resulting in gelled structures with all of the above Disadvantages results.
L''L '' BAD ORlQiNAi.BAD ORlQiNAi.
9 0 mm/α 9 0 mm / α
Es war de nun gefunden, dass die Kettenausdehnungs- ■. mittel mit.sehr raschem Reaktionsvermögen wie Ethylendiamin , bei dem erfindungsgemässen Verfahren unter Vermeidung dieser Nachteile verwendet werden können. Die neuen erfindungsgemässKXL erhaltenen Polymeren besitzen einen erhöhten Widerstand gegen Wärme, gegen Licht und gegen Chlor und andere verbesserte Eigenschaften gegen über den Produkten,wie sie bei Benutzung der bekannten Verfahren der Kettenausdehnung erhalten werden..It was now found that the chain expansion ■. medium with very fast reactivity like ethylenediamine , can be used in the process according to the invention while avoiding these disadvantages. the have new polymers obtained according to the invention KXL an increased resistance to heat, to light and against chlorine and other improved properties compared to the products as they are when using the known Process of chain expansion can be obtained ..
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, eine Polymerlösung von Polyurethanen in zwei Stufen herzustellen: The inventive method consists in a To prepare a polymer solution of polyurethanes in two stages:
1. ) Reaktion eines Vorpolymers mit endständigen Isoeyanat gruppen mit einer ungefähr stöchiometrisehen Menge eines Kettenausdehnungsmittels mit massigem Reaktions-Vermögen w&e Piperazin in Gegenwart eines Losungsmittels, um eine viskose und noch reaktionsfähige Zwisehenpolymerlösung zu erhalten, und1.) Reaction of a prepolymer with terminal isoeyanate groups with an approximately stoichiometric amount a chain extender with moderate reactivity w & e piperazine in the presence of a solvent, a viscous and still reactive interpolymer solution to get, and
2, ) Umsetzung von2,) implementation of
a) der gesamten oder eines ieils der Zwischenlösung,a) all or part of the interim solution,
b) eines Vorpolymers mit endständigen Isocyanatgruppen undb) a prepolymer with terminal isocyanate groups and
c). einer ungefähr stöchiometrisehen Menge (bezogen auf das letzte Vorpolymer) eines Kettenausdehnungsmittels mit sehr raschem Reaktionsvermögen wie Ethylendiamin in Gegenwart eines zusätzlichen Lösungsmittels, um eine Polymerendlösung zu erhalten, welche in bekannter Weise auf nassem oder trockenem Weg versponnen werden kann unter Erha^eines Elastomers, welches verbesserte mechanische Eigenschaften und einen verbesserten Widerstand gegen Wärme, gegen Licht und gegen Chlor besitzt. Die erhaltene Polymerlösung kann auch verwendet werden, um andere geformte Gegenstände, z.B. Filme, herzustellen, welche diese gleichen verbesserten Eigenschaften besitzen. c). an approximately stoichiometric amount (based on the final prepolymer) of a chain extender with very quick reactivity like ethylenediamine in Presence of an additional solvent to obtain a final polymer solution, which in a known manner can be spun wet or dry to obtain an elastomer which improved has mechanical properties and an improved resistance to heat, to light and to chlorine. The polymer solution obtained can also be used to make other shaped articles, e.g., films, that have these same improved properties.
11 0 8 9 8AD 1 1 0 8 9 8AD
Gelass einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Vorpolymer zu dem Kettenausdehnungsmittel in Lösung in jeder dieser Stufen zugefügt. Bei dieser Variante wird in der ersten Stufe ein Vorpolymer mit endständigen Isocyanatgruppen in einer etwas geringeren ' Menge als der stöchiometrisehen in Reaktion' gebracht in einem Lösungsmittel mit einen! Kettenausdehnungsmittel mit massig' schnellem Reaktionsvermögen, z.ß. einem solchen Diarain wie hydrazin, Piperazin, Diaminpiperazin, Methylimino-bis-propylamin, 1 s lf-Diamin-2-methylpiperazin oder ihren Gemischen oder einem Glykol wie £thylenklykol oder einer Mischung von Glykolen, was eine viskose und noch reaktionsfähige Polymer lösung ergibt. Diese Lösung; oder ein Teil von ihr wird dann unter Zusatz von neuen Mengen des Lösungsmittels, beispielsweise in einem Verhältnis von 1 Gew.Teil Lösung auf *f Gew.Teile Lösungsmittel verdünnt, und dann sassfe setzt man zu der verdünnten Lösung ein Diamö-n mit sehr raschem Reaktionsvermögen hinzu wie ethylendiamin, und schließlich gibt man weiteres Vorpolymer in einer etwas geringeren Menge als die stöchiometrisehe-, bezogen auf das zweite KettenausdehnungsmitiBL, hinzu. Die so gebildete Lösung enthält ein sequentiertes Polymer mit erhöhtem Molekulargewicht und endständigen Diaminresten» Die Lösung besitzt gute Theologische Eigenschaften und ist beständig. Pie Verwendung von ungefähr einem Mol des ersten Kettenaus dehnungsmittel auf h Mol des zweiten Kettenausdehnungsmittel scheint das beste Verhältnis in den meisten Fällen zu sein.In a preferred embodiment of the invention, the prepolymer is added to the chain extender in solution in each of these stages. In this variant, in the first stage, a prepolymer with terminal isocyanate groups is brought into reaction in a slightly smaller amount than the stoichiometric amount in a solvent with a! Chain extender with moderately fast reactivity, e.g. such a diaraine as hydrazine, piperazine, diamine piperazine, methylimino-bis-propylamine, 1 s l f-diamine-2-methylpiperazine or their mixtures or a glycol such as ethylene glycol or a mixture of glycols, which results in a viscous and still reactive polymer solution . This solution; or a part of it is then diluted with the addition of new amounts of the solvent, for example in a ratio of 1 part by weight of solution to 1 part by weight of solvent, and then a diamond is added to the diluted solution very quickly Add reactivity such as ethylenediamine, and finally further prepolymer is added in a slightly smaller amount than the stoichiometric amount, based on the second chain extension medium. The solution formed in this way contains a sequential polymer with increased molecular weight and terminal diamine residues. The solution has good rheological properties and is stable. Using about one mole of the first chain extender for every one mole of the second chain extender appears to be the best ratio in most cases.
Gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung kann das erste Kettenausdehnungsmittel zu einer Lösung
(o eines Vorpolymers mit endständigen Isocyanatgruppen
ο zugesetzt werden und in diesem Fall"werden nach Verdfinoo
nung der Lösung des Polymers wie oben neue Mengen an ^ Vorpolymer zu der verdünnten Lösung hinzugesetzt,und man ·
setzt zu dieser Mischung das zweite Kettenausdehnungsmiίο
te'l mit raschem Reaktionsvermögen hinzu. Gemäss dieser
oo
U3 zweiten Variante ist, die Menge, an jedem zugesetzten 'KeI Ionauscielmuni
smittel etwas unterhalb der-,stöoliiometriochen,
bezogen nuJ* (Uo jeweiligen I or polymere. ORIGINALAccording to a second embodiment of the invention, the first chain extender can be added to a solution (o of a prepolymer with terminal isocyanate groups o and in this case "after dilution of the solution of the polymer, as above, new amounts of prepolymer are added to the diluted solution, and the second chain expansion agent with rapid reactivity is added to this mixture
The second variant is that the amount of each added nucleus ionic medium is slightly below the stoilometry, based on the respective polymer. ORIGINAL
H9S035H9S035
Diese zweite Ausfuhrungsart gibt im allgemeinen Polyraergebilde ähnlich denjenigen, wie sie unter Verwendung der ersten Variante erhalten werden, jedoch mit dem unterschied, dass die Moleküle mit Isocyanatgruppen anstelle von Diaminresten enden,This second embodiment is generally there Polyraergebilden similar to those as they are obtained using the first variant, however with the difference that the molecules with isocyanate groups end instead of diamine residues,
Wie bereits erwähnt, die bevorzugte Variante ist der erste Fall, welcher darin besteht, während jeder Stufe das Vorpolymer zu dem fettenausdehnungsmittel in Lösung hinzuzusetzen und diese Kettenau'sdehnungsmittel in leichtem Überschuss in Bezug auf die stöehioraetrische Menge der jeweiligen Vorpolymere zu halten. Betrachtet m&m in Beziehung mit den Kettenausdehnungsmitteln sind die neuen sich erfindungsgeuiüss ergebenden Polymeren hauptsächlich sequent!erte Mischpolymere mit hohen Molekulargewichten, welche dargestellt werden können durch die folgende allgemeine Formel:As already mentioned, the preferred variant is the first case, which consists in adding the prepolymer to the fat-expanding agent in solution during each stage and keeping these chain-expanding agents in a slight excess with respect to the stoicometric amount of the respective prepolymers. When viewed in relation to the chain extenders, the new polymers resulting from the invention are mainly sequential copolymers with high molecular weights, which can be represented by the following general formula:
B1 B0O H HO OH HOB 1 B 0 OH HO OH HO
r - I2J, ι · . ·' ■ ι *r - I 2 J, ι ·. · '■ ι *
w (_C-N-ArN-C-Q) w (_C-NA r NCQ)
0 R ' H 0 B1 O2 0 R 'H 0 B 1 O 2
(-C-N-A2-N-C-N-B2-N)x-D(-CNA 2 -NCNB 2 -N) x -D
Larin ist Q ein zweiwertiges organisches Radikal, ausgewählt aus folgenden RadikalenLarin is Q a divalent organic radical, selected from the following radicals
O1 G2 O 1 G 2
H-R.-H undH-R.-H and
worin h ein einwertiges Radikal, ausgewählt unter ■/unser s to ff und den folgenden Radikalen ist:where h is a monovalent radical selected from ■ / our s to ff and the following radicals:
OH
·. I.OH
·. I.
C-^-A1-TCOC - ^ - A 1 -TCO
C-N-A0-[TJOCNA 0 - [TJO
BADBATH
OH HO
C-Ii-A1-N-C-R1^ undOHH O
C-Ii-A 1 -NCR 1 ^ and
OHHOOHH O
In der allgemeinen Formel haben A^ und A2 ,jede ein Molekulargewicht von mindestens 1000 und bestehen jedes aus dem Rest (nach der Entfernung der. endständigen Isocyanatgruppen) der Reaktion eines Überschusses eines Diisocyanate mit einer Verbindung ausgewählt aus der Klasse der Polyesterglykole, der Polyätheiglykole und ihrer Gemische. Α* und Ap können gleich und verschieden sein und stellen die Reste der jeweils in der ersten und zweiten Stufe der Kettenausdehnung verwendeten Vorpolymeren, dar. Die Radikale D können gleich oder ver-, schieden sein,In the general formula, A 1 and A 2 , each have a molecular weight of at least 1000 and each consist of the remainder (after the removal of the terminal isocyanate groups) from the reaction of an excess of a diisocyanate with a compound selected from the class of polyester glycols, the polyethylene glycols and their mixtures. Α * and Ap can be the same and different and represent the radicals of the prepolymers used in the first and second stage of chain expansion. The radicals D can be the same or different,
5 R* und Rp sind organische zweiwertige verschiedene Radikale, VeIehe kein aktiveres Wasserstoffatom enthalten als den Wasserstoff eines Hydroxylradikals, und sie stellen die Reste von den jeweils in der ersten Lind zweiten Stufe der Settenausdehnung verwendeten Diamine dar. R_ ist ein organisches zweiwertiges Radikal ohne aktives Wasserstoffatom und es stellt den Rest des in der ersten Stufe angewendeten Glykols dar. Ri ist ein organisches einwertiges Radikal und es ist der Bast einer organischen Verbindung, welche nur eine sekundäre oder primäre Aminogruppe enthält und keine reaktionsfähigeren Wasserstoffatome als den Wasserstoff eines hydroxylradikals .aufweist. B1. und üni Gi uncl 1^o 5 R * and Rp are organic divalent different radicals, contain no more active hydrogen atom than the hydrogen of a hydroxyl radical, and they represent the residues of the diamines used in each case in the first and second stage of the chain expansion. R_ is an organic divalent radical without an active Hydrogen atom and it represents the remainder of the glycol used in the first stage. Ri is an organic monovalent radical and it is the bast of an organic compound which only contains a secondary or primary amino group and no more reactive hydrogen atoms than the hydrogen of a hydroxyl radical. B 1 . and üni G i uncl 1 ^ o
co stellen '/asserstoff oder einwertige organische gleicheco represent hydrogen or monovalent organic equivalents
cd oder verschiedene Radikale dar, welche keine reaktions-cd or various radicals that are not reactive
^ fähigere Wasserstoffatorne als den Wasserstoff eines Hydroxylradikals und ebenso keine Gruppen enthalten, -α welche mit aktivem Wasserstoff reagieren können. x,y und. oo ζ sind im allgemeinen ganze positive Zahlen; jedoch können in einer gegebenen Polymermischung x,,y oder ζ in gewissen Molekülen gleich Mull sein. Wenn y = 'Ί,1εί w=0 und da y eine ganze positive Zahl ist, ist w = 1.^ more capable hydrogen atoms than the hydrogen of a hydroxyl radical and also contain no groups -α which can react with active hydrogen. x, y and. oo ζ are generally positive integers; however, in a given polymer blend, x, y, or ζ can be cheesecloth in certain molecules. If y = ' Ί , 1εί w = 0 and since y is a positive integer, then w = 1.
Wie noch später erwähnt wird, wird ein sekundäres oder primäres Amin mitunter mit einem oder beiden Kettenausdehnungsmitteln hinzugesetzt. Infolgedessen können gewisse unter der obigen Formel beschriebenen Moleküle mit den. Resten eines solchen Amins endeu. Rj+ ist der Rest einer solchen Verbindung.As mentioned later, a secondary or primary amine is sometimes added with one or both of the chain extenders. As a result, certain molecules described under the above formula can with the. Remnants of such an amine end. Rj + is the remainder of such a compound.
Die bevorzugten sequent!erteη sich aus der Anwendung der Erfindung unter Benutzung eines Diamins in der ersten Stufe der Kettenausdehnung ergebenden Mischpolymere werden auch durch die obige Formel dargestellt5 aber .in diesem Fall bedeutet Q das folgende RadikalThe preferred sequent! Erteη result from the application of the invention using a diamine in the first stage of chain expansion Mixed polymers are also represented by the above formula but in this case Q means the following radical
G1 GpG 1 Gp
und jedes der Radikale D, welche gleich oder verschieden sein können, ist ausgewählt aus Wasserstoff und den einwertigen Rk enthaltenden Radikalen.and each of the radicals D, which are the same or different is selected from hydrogen and the monovalent radicals containing Rk.
Wie ebenfalls bereits erwähnt, wird ein Kettenausdehner mit massig schnellem Reaktionsvermögen (Di ami η oder Glykol) in der ersten Stufe der Erfindung verwendet» Die lignung des Kettenausdehners zur Benutzung in der ersten Stufe des Verfahrens kann im allgemeinen durch versuchsweise Umsetzung in Lösung mit dem zu benutzenden Vorpolymeren bestimmt werden. Ein wirksamer Ksttenausdehner muss mit dem Vorpolymer in Lösung unter Bildung einer viskosen,homogenen und insbesondere an Gelteilchen freien Lösung reagieren. Es wurde beispielsweise gefunden, dass die Diamine, welche eine höhere Reaktivität als das Piperazin besitzen,, sich im allgemeinen nicht eignen. Allein das Hydl^pzin macht eine Ausnahme, da in diesem Diamin die erste Aminogruppe zwar sehr rasch, aber die zweite Anufcnogruppe dieses ifoleküls viel langsamer reagiert, sodaos die Gesamtwirkung diejenige eines Diamins von gleichem Reaktionsvermögen wie das des Piperazine ist. . ''.'_, .- As already mentioned, a chain extender with moderately fast reactivity (Di ami η or glycol) is used in the first stage of the invention using prepolymers are determined. An effective coast extender must react with the prepolymer in solution to form a viscous, homogeneous, and especially gel-free solution. For example, it has been found that the diamines, which have a higher reactivity than piperazine, are generally unsuitable. Hydpzine alone is an exception, since in this diamine the first amino group reacts very quickly, but the second anufcno group of this iolecule reacts much more slowly, so that the overall effect is that of a diamine with the same reactivity as that of piperazine. . ''.'_, .-
909808/1089909808/1089
Eine grosse Mannigfaltigkeit von Diaminen mit raschem Reaktionsvermögen kann in der zweiten Stufe der Kettenausdehnung angewendet werden. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform benutzt man aliphatische Diaraine, weil sie ausgezeichnete mechanische Eigenschaftem dem schließlich hergestellten Endprodukt verleihen.A great variety of diamines with rapid reactivity can be used in the second stage of chain expansion. According to a preferred Embodiment one uses aliphatic diaraine, because they have excellent mechanical properties finally lend produced end product.
Eine grosse Mannigfaltigkeit von Vorpolymeren kann gemäss der Erfindung benutzt werden. Die bevorzugten ■Verbindungen, welche aktiven Wasserstoff enthalten und für die Herstellung des Vorpolymers geeignet sind, umfassen die PoIya1kyIenatherglykole, die Polyesterglykole und ihre Verbindungen, pie sich am besten für die Ausführung der Erfindung eignenden Glykole besitzen ein Molekulargewicht zwischen 500 und 5000, vorzugsweise zwischen 1000 und 3OOO,und sind wenig wasserlöslich. Die besten Ergebnisse werden mit Glykolen oder Glykolmischungen mit einem Schmelzpunkt unter 50° erhalten..A wide variety of prepolymers can be used according to the invention. The preferred ■ compounds which contain active hydrogen and for The preparation of the prepolymer are suitable include the polyalkylene ether glycols, the polyester glycols and their connections, pie are best for execution The glycols suitable for the invention have a molecular weight between 500 and 5000, preferably between 1000 and 3OOO, and are not very soluble in water. The best Results will be with glycols or glycol mixtures obtained with a melting point below 50 ° ..
Beispiele brauchbarer Polyätherglykole gemäss der Erfindung sind Polypropylenätherglykol, Polytetramethylenätherglykol, Polypropylenäthylenätherglykol, Polyhexamethylenätherglykol und das Polymonomethylenätherglykol. Das Polyäthylenätherglykol wird oft in Mischung mit anderen Polyäther- oder Polyesterglykolen, aber selten allein verwendet wegen seiner verhältnismässig grossen Wasserlöslichkeit. Examples of useful polyether glycols according to the invention are polypropylene ether glycol, polytetramethylene ether glycol, Polypropylene ethylene ether glycol, polyhexamethylene ether glycol and the polymonomethylene ether glycol. That Polyethylene ether glycol is often mixed with other polyether or polyester glycols, but rarely alone used because of its relatively high solubility in water.
Gemäss der Erfindung brauchbare Polyesterglykole werden im allgemeinen hergestellt, indem man geeignete Mengen von Glykolen niedrigen Molekulargewichts mit Dicarbonsäuren^ Disäurechloriden und Diestern sich umsetzen lässt.According to the invention useful polyester glycols are generally prepared by adding suitable Amounts of low molecular weight glycols with dicarboxylic acids ^ Diacid chlorides and diesters react leaves.
co Beispiele von sich für das erfindungsgemässe Verfahrenco examples of themselves for the method according to the invention
^ eignenden Glykolen sind Äthylen-, Propylen-, Tetramethy1-,^ suitable glycols are ethylene, propylene, tetramethy1,
® Neopentyl- und Ayijilylenfcclykol. Die zur Bildung der Pqlye-® neopentyl and ayijilylene glycol. For the formation of the pqlye
oqfS sterglykole brauchbaren Dicarbonsäuren sind Bernsteinsäure 'oqfS sterglykole useful dicarboxylic acids are succinic acid '
_^3 Adipinsäure, Suberinsäure , Sebacinsäure, Azelainsäure_ ^ 3 adipic acid, suberic acid, sebacic acid, azelaic acid
^ und Terephtalsäure. Gemischte Polyesterglykole, gebildet^ and terephthalic acid. Mixed polyester glycols
«?? unter Verwendung von Mischungen aus Glykolen und/oder«?? using mixtures of glycols and / or
Dicarbonsäuren mit niedrigem Molekulargewicht, könnenLow molecular weight dicarboxylic acids can
ι . w. π ι 4. + . BAD ORIGINAL L'leichJaiii; .benutzt worden. p ι. w. π ι 4. +. BAD ORIGINAL L'leichJaiii; .has been used. p
U95035U95035
Das für die Herstellung jedes Vorpolymers verwendete Diisocyanat kann ein aromatisches, aliphatisches oder cycloaliphatisches sein. Die aromatischen Diisocyanate, d.h. die Diisocyanate, worin die Isocyanatgruppen unmittelbar an den aromatischen Kernen hängen, werden bevorzugt mh verwendet, weil ihre Reaktionsgeschwindigkeiten isi allgemeinen erhöht sind«The diisocyanate used to make each prepolymer can be aromatic, aliphatic, or cycloaliphatic. The aromatic diisocyanates, ie the diisocyanates in which the isocyanate groups are attached directly to the aromatic nuclei, are preferably used because their reaction rates are generally increased «
Unter den sich für die Erfindung eignenden Diisocyanaten sind u.a. zu nennen: das Tolylen-2,hdiisocyanat, das p-Phenylendlisocyanat, das Methylenbis-(H-pheny Ii socyanat) , das 1,6-Hexame thy lendii socyanat, und das 1,^-Gyclohexylendiisocyanat. Mischungen von Diisocyanaten können gleichfalls benutzt werden.Among the diisocyanates that are suitable for the invention are, inter alia: tolylene-2, h diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, methylenebis (H-pheny II socyanate), 1,6-hexame thy lendii socyanate, and the 1 , ^ - cyclohexylene diisocyanate. Mixtures of diisocyanates can also be used.
Bei der Bildung eines Vorpolymers zur l/erwendong in dem erfindungsgemässen Verfahren soll der genaue Anteil an in der Reaktion beispielsweise mit dem Polyäther- oder Polyesterglykol benutztem Diisocyanat entsprechend der besonderen Zusammenstellung der verwendeten Reaktionsteilnehmer und den Eigenschaften, welche man den Endprodukten mitzuteilen wünscht, gewählt werden. In den meisten Fällen sollen 1,5 bis 2,5 Isocyanatgruppen für ,jedes aktive Wasserstoff vorhanden sein. Die besonderen Reaktiorisbedingungen für die Bildung des Vorpolymers hängen auch von diesen gleichen Paktoren ab. Ein bevorzugtes Vorpolymer kann hergestellt werden durch Vermischen eines rfols eines Polyprofjrlen-A.ther-'jlykols vom r4olekulargewicht 2000, eines Mols eines Poly(?3diplnpentyl)glykols vom Molekulargewicht 2000 und 1I, 2 Mol Me thy i-bis-C^-pheny Ii socyanat) unter i-.irwärraen der Mischung auf 90° und halten bei dieserWhen forming a prepolymer for use in the process according to the invention, the exact proportion of diisocyanate used in the reaction, for example with the polyether or polyester glycol, should be selected according to the particular composition of the reactants used and the properties which one wishes to impart to the end products . In most cases there should be 1.5 to 2.5 isocyanate groups for each active hydrogen. The particular reaction conditions for the formation of the prepolymer also depend on these same factors. A preferred prepolymer may be prepared by mixing a rfols a Polyprofjrlen-A.ther-'jlykols from r4olekulargewicht 2000 of one mole of a poly glycol of molecular weight 2000 and 1 I, 2 mol Me thy i-to-C ^ (3diplnpentyl?) - pheny II socyanate) under i-.irwarraen the mixture to 90 ° and hold at this
Temperatur während 3 Stunden.
coTemperature for 3 hours.
co
^ ' I ι allgemeinen ist eine bequemere Ariwendungsart^ 'I ι general is a more convenient type of use
o> don orfindungsgemässen Verfahrens das Vermischen einesio> the method according to the invention is mixing ai
co Teilü der. Lösungsmittels mit dem "Vorpolymer vor derco part. Solvent with the "prepolymer before the
_^ let te nau'fj dehnung. Dies hat zur Wirkung, die Viskosität_ ^ let te nau'fj stretching. This has the effect of viscosity
° u'iK Vorpolymere zu verringern unü cias rüschen uad° u'iK prepolymers to reduce unü cias frills uad
*o. Vertragen zu erloichtern. Im allgemeinen soll die Kon- Tt *O. Contract to redeem. In general, the con- Tt should
ze nt ration im Lfjsuagsmittel In der Mischung aus Vorpolymer und LÖBuhgsiöibtel vor de* Kettenausdehnung 1;Ö-2hcen t ration in the solvent In the mixture of prepolymer and LÖBuhgsiöibtel before the chain extension 1 ; Ö-2h
In der ersten Stufe der Erfindung kann, wie Jsniiei bereits erwähnt, das Vorpolymer mit endständigen Isocyanat-" gruppen dann langsam zur Masse des das Kettenausdehnungsmittel enthaltenden Lösungsmittels zugesetzt werden, oder , auch das Kettenausdehnungsmittel kann zu einer Masse desIn the first stage of the invention, as Jsniiei already mentioned, the prepolymer having terminal isocyanate 'groups then slowly to the mass of the chain extension agent-containing solvent may be added, or, also, the chain extension agent may be a mass of the
das Vorpolymer enthaltenden Lösungsmittels zugesetzt werden. Jedoch ist der Zusatz des Vorpolymere zum. in dem Lösungsmittel gelosten Kettenauedehnungsmittel vorzuziehen. the prepolymer-containing solvent can be added. However, the addition of the prepolymer to the. chain stretching agents dissolved in the solvent are preferred.
Für die erste Stufe der Erfindung geeignete Kettenaus dehnungsmittel sind Hydrazin, die monosubstituierten Hydrazine, die symmetrischen disubstituierten Hydrazine, Piperazin, die substituierten Piperazine, äis das liaminopiperazin, die substituierten Di ami nopi per azine, die cycloaliphati sehen Diamine, die methyl! mi no- bisaliphatischej Diamine, die Diamine mit sterischer Behinderung und 'ihre Gemische. Das Piperazin und das 1 ,^f-Diamino-2-methy 1-piperazin stellen die bevorzugten Verbindungen für die Kettenaue dehnung in der ersten Stufe dar. Andere Diamine und Glykole mit massig schnellem Reaktionsvermögen,wie Kthylenglykol,können gleichfalls verwendet werden, aber die Verwendung der Diamine wird für dieses Stadium der iCettenausdehnung bevorzugt, weil sie ein Polymer mit besseren Eigenschaften ergeben, beispielsweise hinsichtlich der Eignung für das Färben} einerseits erfordert die Verwendung eines Glykols im wesentlichen wasserfreie-. Bedingungen. For the first stage of the invention suitable chain extension agents are hydrazine, the monosubstituted hydrazines, the symmetrical disubstituted hydrazines, piperazine, the substituted piperazines, ais the liaminopiperazine, the substituted di ami nopi per azine, the cycloaliphati see diamines, the methyl! mi no-bisaliphatic diamines, the diamines with steric hindrance and their mixtures. The piperazine and the 1, ^ f-diamino-2-methy 1-piperazine are the preferred compounds for the chain elongation in the first stage. Other diamines and glycols with moderately fast reactivity, such as ethylene glycol, can also be used, but the The use of diamines is preferred for this stage of the chain expansion because they result in a polymer with better properties, for example with regard to suitability for dyeing} on the one hand, the use of a glycol essentially anhydrous requires. Conditions.
Ein geeignetes Lösungsmittel für das Polyurethan, wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid oder Dimethyl sulfoxyd, kann, verwendet werden und das Verfahren der aettenausdehnant, ist sonst cfas übliche.A suitable solvent for the polyurethane, such as dimethylformamide, dimethylacetamide or dimethyl sulfoxide, can be used and the method of aettenausdehnant, is otherwise cfas usual.
Nach der ersten Stufe der Kettenausdehnung hatAfter the first stage of chain expansion has
ο '■. die sich ergebende Polymerzwischenlösung, welche nochο '■. the resulting intermediate polymer solution, which still
O3 reaktionsfähig ist, vorzugsweise eine Viskosität vonO 3 is reactive, preferably a viscosity of
*/^° bis 7°° Poisen und einen Gehalt an Feststoffen zwischen ■§ 20 und 25^. Das übliche Lösungsmittel des Polymers, wie* / ^ ° to 7 °° poisen and a solids content between ■ § 20 and 25 ^. The usual solvent of the polymer, such as
ο Ar Dimethylformamid, dta Di me thy !acetamid oder Dimethylsulfoxyd ^3 ρ wird dann in Anteilen von ungefähr 3 bis ungefähr 6, ■ vorzugrjο Ar dimethylformamide, dta dimethyl acetamide or dimethyl sulfoxide ^ 3 ρ is then preferred in proportions of about 3 to about 6
-1 äf weise ungefähr k Gewientstellen Lösungsmittel pro Gewichtsteil einer solchen Plift -1 äf wise approximately k Gewientstellen solvent per part by weight of such a plift
bevorzugten Variante setzt man das'Di ami η mit sehr raschem Reaktionsvermögen zu dieser verdünnten Polymerlösung und dann zusätzliche Mengen an Vorpolymer hinzu. Die so erhaltene Mischung reagiert ihrerseits auf die übliche Weise und man erhält eine Viskosität von ungefähr 1K)O bis 700 Poisen und einen Gehalt an Feststoffen vorzugsweise zwischen 20-25$.In a preferred variant, das'Di ami η with very rapid reactivity is added to this dilute polymer solution and then additional amounts of prepolymer are added. The mixture obtained in this way reacts in the usual way and a viscosity of approximately 1 K) O to 700 poises and a solids content preferably between 20-25 $ is obtained.
In dieser zweiten Stufe tier Kettenausdehnung kann jedes Diamin mit sehr raschem Reaktionsvermögen wie Ethylendiamin, Propylendiamin oder ein anderes aliphatisches Diamin .verwendet werden. Ethylendiamin wird bevorzugt.In this second stage of chain expansion, any diamine can react very quickly such as ethylenediamine, propylenediamine or another aliphatic diamine .be used. Ethylenediamine is preferred.
Hinsichtlich der Gesamtmenge an verwendeten Kettenaus dehnungsmittel η stellt das erste Mittel ungefähr 10- kO Mo,-% davon dar und ungefähr 20 MoI^ können als der beste Wert betrachtet werden. 'Regarding the total amount of chain extender η used, the first mean represents about 10 kO Mo, -% thereof and about 20 MoI ^ can be considered the best value. '
Diese Polymerlösung kann dann auf nassem oder trockenem Wege liKXKfc nach üblichen Methoden versponnen werden, um einen Elastomerfaden zu ergeben rait verbesserter Beständigkeit gegen Wärme und einer höheren Festigkeit gegenüber Licht und Chlor, Sie kann auch verwendet werden, um andere geformte Gegenstände, z.B. Filme, Gußstücke und dergleichen herzustellen.This polymer solution can then be spun wet or dry using conventional methods be improved to give an elastomeric thread Resistance to heat and a higher resistance to light and chlorine, it can also be used to make other shaped articles such as films, castings, and the like.
Verschiedene Vorpolymere mit endständigen Isocyanatgruppen können in den zwei Stufen der Kettenausdehnung benutzt werden und eine Kombination von Kettenausdehnungsmitteln und ebenso eine Kombination an Vorpolymeren können in den einen und/oder der; anderen dieser Stufen gebraucht werden.Various prepolymers with terminal isocyanate groups can be used in the two stages of chain expansion and a combination of chain expansion agents and also a combination of prepolymers can be used in one and / or the other; other of these stages to be needed.
Es ist nicht notwendig, dass das zusätzliche in der zweiten Stufe der Kettenausdehnung erforderliche Lösungsmittel nach der ersten Stufe zugesetzt wird. Ee kann im Überschuss schon in der ersten Stufe zugegen sein. In diesem Fall wird der Gesamtgehalt an vorhandenen Feststoffen nach der ersten Stufe der Kettenausdehnung "$ im allgemeinen k~l)% und' die Viskosität *+Ο-6θ PoisenIt is not necessary for the additional solvent required in the second stage of chain extension to be added after the first stage. Ee can already be present in excess in the first stage. In this case, the total content of solids present after the first stage of chain expansion is "$ generally k ~ 1 )% and the viscosity * + Ο-6θ poisen
.9.09008/ 1089- BAD .9.09008 / 1089- BAD
frfr
Eine Verbindung für den Kettenschluss, enthaltend nur eine sekundäre oder primäre Aminogruppe, kann in bekannter Art benutzt werden, um die Qualität der Polymerlösung zu regeln. Eine solche Verbindung kann mit dem Kettenausdehnungsmittel zugesetzt werden. Dieser Zusatz kann in der einen und/oder anderen Stufe der Kettenausdehnung erfolgen. Er kann indessen nicht zugegen sein in einer Menge, die δ-"JO Kol~$ der Gesamtheit der verwendeten Kettenausdehnungsmittel überschreitet. In den meisten Fällen soll die beste Konzentration einer solchen Verbindung unter 5 Mol% sein. Beispiele von brauchbaren Verbindungen sind Di me thy I ami η, Diethylamin, Diäthanoi- ·■ amin, N,N-Dimethy1-1,3-propandiamin.A connection for the chain connection containing only one secondary or primary amino group can be used in a known manner in order to regulate the quality of the polymer solution. Such a compound can be added with the chain extender. This addition can take place in one and / or another stage of the chain expansion. However, it cannot be present in an amount exceeding δ- "JO Kol ~ $ of the total of the chain-extending agents used. In most cases the best concentration of such a compound should be below 5 mol% . Examples of useful compounds are dimethy I ami η, diethylamine, diethanoi- · ■ amine, N, N-dimethy1-1,3-propanediamine.
Farbstoffe, Pigmente, Antioxydationsmittel, Stabilisatoren, und andere Zusätze können in das Polymer von Polyurethan einverleibt werden, indem man sie in einer beliegigen Stufe vor der Bildung der geformten Gegenstände hinzufügt. Vorzugsweise setzt man sie zu der Lösung des Polymers nach der zweiten Stufe der Kettenausdehnung zu. Wenn derartige Verbindungen vor der zweiten Stufe zugesetzt werden sollen, müssen sie im wesentlichen inert gegenüber dem Isocyanat und dem aktiven Wasserstoff sein.Dyes, pigments, antioxidants, stabilizers, and other additives can be used in the polymer of polyurethane can be incorporated by making them in any stage prior to the formation of the molded Adding items. They are preferably added to the solution of the polymer after the second stage of chain expansion to. If such compounds are to be added before the second stage, they must be im be substantially inert to the isocyanate and active hydrogen.
Folgende Beispiele erläutern noch weiter die Er f i ndung j ohne besonderen Hinweis sind alle angegebenen Mengen gewichtsmässig oder in Gewichtsprozenten ausgedrücktThe following examples explain the invention even further, without any particular indication, they are all given Quantities expressed by weight or in percent by weight
800 g Poly(propylenadipat)-glykol mit endständigen Hydroxylgruppen und einem Molekulargewicht von 2000 werden vermischt mit *+00 g Polypropylenglykol vom Molekulargewicht 2000 und 305 g Me thy le n-bis( par aphenyl+· isocyanat) . Die Mischung wird dann während 2 Stunden auf 100 unter beständigem Rühren erwärmt äi&ä ein Vorpolymer mit endständigen Isocyanatgruppen zu bilden,800 g poly (propylene adipate) glycol with terminal hydroxyl groups and a molecular weight of 2000 are mixed with * + 00 g polypropylene glycol of molecular weight 2000 and 305 g methylene n-bis (par aphenyl + isocyanate) . The mixture is then heated to 100 for 2 hours with constant stirring - a prepolymer to form with terminal isocyanate groups,
BAD ORIQfNALBAD ORIQfNAL
909808/1089909808/1089
H95035H95035
ά. Erste Stufe der iCettenausdehnung. ά. First stage of the chain expansion.
Das erwähnte Vorpolymer wird mit *+00 g Diine thy I-formamid verdünnt, Ein Teil dieses verdünnten 'Vorpolymers wird dann langsam unter heftigem Rühreu iüit einer Mischung von 1000 g DitaethyH'ormauiid, ü,2 g Piperazin und 0,0lj g Diäthanoramin bis zur Erhaltung einer Viskosität von ungefähr 600 Poisen vermischt.The above-mentioned prepolymer is diluted with + 00 g of Diine thy I-formamide. A portion of this diluted prepolymer is then slowly stirred with a mixture of 1000 g of diethyl chloride, 0.2 g of piperazine and 0.0 l g Diethanoramine mixed to maintain a viscosity of approximately 600 poises.
C. Zweite Stufe der Kettenausdehnung. C. Second stage of chain expansion.
hOÖ g der Polymerlösunt, der oben beschriebenen ersten Stufe werden mit 1350 g Diine thy 1 for wanid, 6,5 g Jlthylendiamin und 0,^g Diethanolamin vermischt. Zu dieser Mischung wird dann langsam unter starkem Rühren ein Anteil des verdünnten "Vorpolymere aus B. bis zum grhalten eines Viskosität von 800 Poisen zugesetzt. *+0 g einer Dispersion von Titandioxyd von 33/έ in Dinethyl-/"ormamid werden schliesslich zugesetzt (2,5/;- 'J-η üesamtfeststoifen) und die s. viskose Polymerlosung v/ird im V a κ uu ffi e nt ga s t. HOÖ g of the polymer solution, the first stage described above, are mixed with 1350 g of Diine thy 1 for wanid, 6.5 g of ethylenediamine and 0.1 g of diethanolamine. Slowly with vigorous stirring, a portion of the diluted To this mixture is then ". Prepolymers from example to grhalten a viscosity of 800 poises added * + 0 g of a dispersion of titanium dioxide of 33 / έ in Dinethyl - /" ormamid are finally added ( 2.5 / ; - 'J-η üesamtfeststoifen) and the s. Viscous polymer solution is v / κ in the V a κ u ffi e nt t.
D. Bildunj-, von Fäden. D. Education, from threads.
Die pigmentierte in der zweiten S'tufe unter C. erhaltene Polymerlösung wird filtriert and mit konstanter Geschwindigkeit mittels einer pr-izisionszahnradpanipe durch eine Spinndüce mit Mehreren Löchern von O,12'7 run] Lurchinessei·, eingetaucht in ein wässriges .Jpianbad mit eine ω Gehalt von 2^% an Di methyl formamid versponnen. Die halbplastischen Einzelfäden, gebildet wenn die Polymerlösung in das Bad eintritt, v/erden zu . einem einzigen Vielfachfaden vereinigt, welcher über Loitwalzen durch eine Reihe von warmen Waschbödern, dann •"i.uor win kontinuierliches Trocknung sförclm-bana undThe pigmented polymer solution obtained in the second stage under C. is filtered and at constant speed by means of a precision gear wheel through a spinneret with several holes of 0.12 mm Lurchinessei ·, immersed in an aqueous .Jpianbad with a ω Spun content of 2 ^% of dimethyl formamide. The semi-plastic filaments, formed when the polymer solution enters the bath, become grounded. united in a single multiple thread, which sförclm-bana and
to '. r.nlieulich auf eine Upulvorrichtung geführt wird. Derto '. r. is led to a Upul device. Of the
co ftifizige kontinuierliche so gebildete ν ie 1 fach fade η ver-co ftific continuous so formed ν ie 1-fold fade η ver
ο färbt :;ich nicht in merklicher ^eise, wenn er während ο colors:; i not noticeably ^ ise if he during
^ f-inor- stunde 200 Tel lon pro Million an aktivem wässrigem^ f-inor-hour 200 tel lon per million of active aqueous
-»■ f.i;loT· bei '-Ο ausgosot'/,t wird, und besitzt folgende- »■ f .i; loT · at '-Ο ausosot' /, t becomes, and has the following
Q0 [/r.y^ik-aische Eigeru:cJiaften: '/,ähigknit 0,M; L/öen.9 Q 0 [/ ry ^ ik-aische Eigeru: cJiaften: '/, ähigknit 0, M; L / öen. 9
l'ii,tnnt G1JQf,, Reaktio!-irjvf>rtnögon bei 200χ. Dehnung 0,16 g/ (iod., Zäh-IgkeitsvorIu.'it 10% nach Erwärmen während 30 Minuten aal' 1^0°. l'ii, tnn t G 1 JQf ,, Reaktio! -irjvf> rtnögon at 200χ. Elongation 0.16 g / (iod., Toughness requirement of 10% after heating for 30 minutes aal '1 ^ 0 °.
A. Zweite Kettenausdehntingsstufe, A. Second Ke t th a usdehntingsstufe,
Ein Teil des verdünnten Vorpolymers , erhalten nach 1 B., wird langsam zu einer heftig gerührten Mischung aus 300 g einer aus des ersten Stufe von 1 B. stammenden Polymerlösung, 1000 g Dimethylformamid ,. 0,3 g Diäthanolamin und 7,0 g 1,2-Diaminpropan zugesetzt. Der Zusatz wird unterbrochen, nachdem eine Viskosität von 5ΟΟ-6ΟΟ Poisen erreicht ist, und man setzt dann 3>h g einer Dispersion von 33$' Titandioxyd in Dimethylformamid zu, was insgesamt dann ungefähr 2, *$% an Feststo/fen darstellt,A portion of the diluted prepolymer, obtained according to 1 B., slowly becomes a vigorously stirred mixture of 300 g of a polymer solution originating from the first stage of 1 B., 1000 g of dimethylformamide. 0.3 g of diethanolamine and 7.0 g of 1,2-diamine propane were added. The addition is interrupted after a viscosity of 5ΟΟ-6ΟΟ poises has been reached, and 3> h g of a dispersion of 33% titanium dioxide in dimethylformamide is then added, which then represents a total of about 2.5% of solids,
Die, wie in 1 D. oben beschrieben,erhaltenen Fäden weisen nur eine leichte Verfärbung auf, nachdem sie einem aktiven wässrigen Chlor von 200 Teilen pro •üllion während einer Stunde bei 60° ausgesetzt waren und sind -Jekennzeichnet durch folgende Eigenschaften: Zähigkeit 0,28 g/den., Dehnung 700/5, Reaktionskraft bei 200/- Dehnung 0,9 g/den., und Änderung der Zähigkeit um % nach einem Erwärmen während 30 Minuten auf I5O0.The threads obtained, as described in 1 D. above, show only a slight discoloration after they have been exposed to an active aqueous chlorine of 200 parts per oil ion for one hour at 60 ° and are characterized by the following properties: Toughness 0, 28 g / d, elongation 700/5, reaction force at 200 / -. elongation 0.9 g / d, and change in the resistance by% after heating for 30 minutes on I5O 0th.
A. Erste Stufe der Kettenausdehnung.A. First stage of chain expansion.
200 g eines Vorpolymers, hergestellt wie oben in 1 A., werden gründlich vermischt ^it 6^0 g Dimethylformamid. Zu dieser Mischung setzt sian unter heftigem Rühren eine Lösung von 10 g N,WI-Diamino-2-methylpiperazin und 0,2 g Diäthanolamin ®a in 150 g Dimethyl- <o formamid hinzu, bis eine Viskosität von Lh00 Poisen200 g of a prepolymer, prepared as in 1 A. above, are thoroughly mixed with 6 ^ 0 g of dimethylformamide. Sian sets to this mixture, a solution of 10 g N, W I-diamino-2-methylpiperazine and 0.2 g of diethanolamine in 150 g dimethyl ®ã added <o formamide, until a viscosity of L h00 Poisen with vigorous stirring
co^ erreicht ist,co ^ is reached,
B. Zweite .Stufe der Kettenausdehntmg«B. Second "stage of chain expansion"
2^ 3OO g der Polymerlösung der ersten Stufe der Ket-2 ^ 3OO g of the polymer solution of the first stage of the chain
o tenansdehnung werden mit 800 g Dimethylformamid undo tenansdehnung with 800 g of dimethylformamide and
cd 250 g des gleichen unter 3 A. verwendeten Vorpolymerscd 250 g of the same prepolymer used under 3 A.
vermischt. Zu dieser Mischung set-;t ruan langsam starkem Rühren eine Lösung von 7 g Ä'thylendiamin und 0,5 g Diäthanolamin in ?nn <* iw»-^··^- · - · ■mixed. To this mixture, add a solution of 7 g of ethylenediamine and 0.5 g of diethanolamine in? Nn <* iw »- ^ ·· ^ - · - · ■
bis eine Viskosität von 600 Pöisen erreicht ist, und man vermischt dann mit dieser viskosen Lösung 35 S einer 33$-ϊSen. Dispersion von Titandioxid in Dimethyl formamid, was ungefähr 2,5$-an Feststoffen insgesamt ergibt.until a viscosity of 600 Pöisen is reached, and then mixed with this viscous solution 35 S of a 33 $ -ϊSen. Dispersion of titanium dioxide in dimethyl formamide, making about $ 2.5 total solids.
Die gemäss 1. D. erhaltenen Fäden verfärben sich in ziemlich auffallender Weise, wenn man sie aktivem Chlor wie unter 1 D. aussetzt. Die mechanischen Eigenschaften sind die folgenden; Zähigkeit 0,6 g/den., Dehnung 550$, Reaktionskraft bei 200$ Dehnung 0,18 g/den., Zähigkeitsverlust 20$ nach Erwärmen während 30 Minuten auf 150 *The threads obtained according to 1. D. discolor look in quite a noticeable way when you look at them exposed to active chlorine as under 1 D. The mechanical properties are as follows; toughness 0.6 g / den., Elongation $ 550, reaction force at $ 200 Elongation 0.18 g / den., Loss of toughness 20 $ after Heat up to 150 * for 30 minutes
Ein Vorpolymer wird hergestellt wie unter A des Beispiels 1 mit der Abänderung, dass das Molekularver1-, hältnis wischen Polyätherglykol mit Molekulargewicht 2000 und Polyesterglykol mit Molekulargewicht 2000 wie 2:1 anstelle von 1 ;.2 ist.A prepolymer is prepared as under A of Example 1 with the modification that the molecular ratio is 1 , the ratio between polyether glycol with molecular weight 2000 and polyester glycol with molecular weight 2000 is 2: 1 instead of 1.2.
Eine Reihe von Fadenmustern wird hergestellt unter Verwendung verschiedener Diamine für die erste Stufe der Kettenausdehnung und von Ethylendiamin für die zweite Stufe der Kettenausdehnung. Die molekularen Verhältnisse und die Arbeitsweise sind die gleichen wie die in Beispiel 1.gewählten. Jedes Muster enthält ungefähr 2,5,Gew.$ (s.Tabelle 1).A number of thread patterns are made using different diamines for the first stage the chain extension and of ethylenediamine for the second stage of the chain extension. The molecular proportions and the mode of operation are the same as those selected in example 1. Each sample contains approximately $ 2.5 wt. (See Table 1).
Ein Anteil des gleichen Vorpolymers hat auch eineA portion of the same prepolymer also has one
Kette'nausdehnung mit einer Molekularmischung von I9 ; Xthylendiamin und Diäthanolamin in ausreichendem Dimethyl-' · formed erfahren , um eine Polymerlösung von 20$ anChain extension with a molecular mixture of 19; Xthylenediamine and diethanolamine in sufficient dimethyl- ' · Formed a $ 20 polymer solution
Feststoffen zu erhalten. σ>To obtain solids. σ>
Die gebildete Lösung war ausserordentlich wenigThe solution formed was extremely little
homogen und enthielt feste Gelteilchen in einer schwach ' >*.homogeneous and contained solid gel particles in a weak '> *.
viskosen flüssigen Phase» Diese Suspension wurde auf . qviscous liquid phase »This suspension was on. q
©AD ORtÖfNÄL 90° erwärmt und .während 2 Stunden unloi· starkem Rnhren 0^ © AD ORtÖfNÄL 90 ° warmed and. For 2 hours unloi · vigorous stirring 0 ^
üarauf- *.ehalten, um eine verhältniamässig honio&ene Lösung -^p üarauf- *. hold for a reasonably honio & e ne solution - ^ p
mit einer Viskosität von 90 Pdisen zu erhalten. Diese Lösung wurde versponnen, um ein Fadenmuster wie in Beispiel 1 zu erhalten, Welches gleichfalls ungefähr 2,5'Jo' Titandioxyd gewiehtsmässig enthielt.with a viscosity of 90 Pdisen. This solution was spun to obtain a thread pattern as in Example 1, which also contained about 2.5'Jo 'titanium dioxide by weight.
Die Eigenschaften der erhaltenen Fäden sind in der folgenden Tabelle 1 wiedergegeben, worin bedeuten/in der ersten Stufe verwendete Kettenausdehnungsmittel (die zitierten Verhältnisse sind molare), T = Zähigkeit ausgedrückt in g/den., A = Dehnung in % C = Einwirkung, wenn 200 Teilen pro Million an Chlor bei 60 während 30 Minuten ausgesetzt, V = Änderung in % der Zähigkeit durch Erwärmen während 30 Minuten auf I500.The properties of the threads obtained are shown in Table 1 below, in which mean / chain extender agents used in the first stage (the quoted ratios are molar), T = toughness expressed in g / den., A = elongation in % C = action, if 200 parts per million exposed to chlorine at 60 for 30 minutes, V = change in % of the toughness by heating to 150 0 for 30 minutes.
piperazinN, N »-Di anni> no-2-me thy 1-
piperazine
gelbeeh'r easy
yellow
propylamin/N.N1-
diamino-2-methyl-
piperazinty1 methyliminobis
propylamine / NN 1 -
diamino-2-methyl-
piperazine
propylaml n/N, N'-
diamino-2-methyl-
. piperazin9/1 Ifethyliminobis-
propylaml n / N, N'-
diamino-2-methyl-
. piperazine
zin/Methyliminobis-
propylamin h / \ N.N'-diaminopipera-
zin / methyliminobis-
propylamine
σ co co ο ooσ co co ο oo
in einer einzigen Stufe
mit Äthyleindiaminin a single stage
with ethylenediamine
Der Vergleich der Eigenschaften der Muster die.ser Beispiele 1-10, hergestellt nach dem erfinäungsgemäesen' ,Verfahren, mit denjenigen des Beispiels 11, dessen Kettenausdehnung gemäss dem zweiten der bekannten und eingangs erwähnten \ erfahren erhalten wurde, zeigt'die Überlegenheit der Eigenschaften der bei Anwendung der Erfindung erhaltenen polymeren Produkte. BADORi(SfNAl.The comparison of the properties of the samples die.ser Examples 1-10, produced according to the invention ' , Process with those of Example 11, the chain extension of which according to the second of the known and initially mentioned \ was obtained, shows'die Superiority of the properties of the polymeric products obtained using the invention. BADORi (SfNAl.
Beispiele 12-15 Example e 12-15
Eine Reihe von Fadenraustern wird hergestellt unter Ausgehen von verschiedenen lorpolyoieren. Das Kettenausdehnung srai ttel der ersten Stufe ist in jedem Pall Me thy 1-iminobispropylaiain und das Ketteriausdehnungsmittel der zweiten Stufe ist Äthylendiaini η. Die Arbeitsweise und die molaren Verhältnisse sind ahnliche wie in dem. Beispiel 1 verwendeten ? und jedes Muster enthält ungefähr 2,5 Gew.^. Titandioxyd.A series of thread patterns is made starting from various lorpolyoieren. The chain expansion agent of the first stage is in every pall methyl 1-iminobispropylaiain and the chain expansion agent of the second stage is ethylenediaini η. The operation and molar ratios are similar to that in that. Example 1 used ? and each sample contains approximately 2.5 wt. Titanium dioxide.
Die Eigenschaften der Fäden sind in der folgenden Tabelle % wiedergegeben, worin bedeuten: G = verwendete Glykole, M = molarer Überschuss in % an Methylen-bis<pphenylisocyanat) , T, Ä, C und V haben die gleiche Bedeutung wijf in Tabelle 1, PM = Molekulargewicht.The properties of the threads are shown in the following table % , where: G = glycols used, M = molar excess in% of methylene bis (phenyl isocyanate), T, Ä, C and V have the same meaning as in Table 1, PM = molecular weight.
2/1 Poly(propylenadipat) -glykol PM 2000/ Polypropylenätherglykol PM 2000'2/1 poly (propylene adipate) -glycol PM 2000 / polypropylene ether glycol PM 2000 '
1/1 Poly-(propylenadi pat) -glykol PM 1000/Polypropylenätherglykol PM 10001/1 poly (propylene adipate) glycol PM 1000 / polypropylene ether glycol PM 1000
Poly(propylenadipat)-glykol PM 2000Poly (propylene adipate) glycol PM 2000
100100
Poly(neopentyladipat)-glykol PM 2000/ PoIypropylenätherglykol PM 1000 'Poly (neopentyl adipate) glycol PM 2000 / polypropylene ether glycol PM 1000 '
T ÄT Ä
0,^5 600 leicht gelb -100, ^ 5 600 slightly yellow -10
0,52 MJO leicht gelb 0 0,63 580 keine Wirkung 00.52 MJO slightly yellow 0 0.63 580 no effect 0
550 keine Wirkung 0550 no effect 0
9 09 8 09 09 8 0
Claims (10)
Il I I * I Ί I^ 0 HH 0 B 1 B 0
Il I I * I Ί I ^
G-G2 Q is an organic divalent radical selected from the following radicals
GG 2
-N-Ao-NCO Il I
-N-Ao-NCO
C-N-A2-N-C-R1+ CNA 1 -NCR 1+
CNA 2 -NCR 1+
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