DE1495203A1 - Verfahren zur Herstellung linearer Blockmischpolymerisate - Google Patents

Verfahren zur Herstellung linearer Blockmischpolymerisate

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DE1495203A1
DE1495203A1 DE19641495203 DE1495203A DE1495203A1 DE 1495203 A1 DE1495203 A1 DE 1495203A1 DE 19641495203 DE19641495203 DE 19641495203 DE 1495203 A DE1495203 A DE 1495203A DE 1495203 A1 DE1495203 A1 DE 1495203A1
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aromatic
ester
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aliphatic
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DE19641495203
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Goldberg Eugene P
Frank Scardiglia
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Borg Warner Corp
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Description

  • Verfahren zur Herstellung linearer Blockmischpolymerisate Die Erfindung bezieht sich auf lineare Blockmischpolymerisate, die aus drei verschiedenen sich wiederholenden Esterstruktureinheiten bestehen, nämlich aus (1) aromatischen Earbonsäureester-Struktureinheiten, (2) aromatischen Sulfonsäureester-Struktureinheiten, (3) aliphatischen Polyestereinheiten.
  • Genauer gesagt, bezieht sich die Erfindung auf Polyester-Blockmischpolymerisate von hohem Molekulargewicht, die "nach Maß" hergestellt werden können, um eine Kombination äußerst wünschenswerter physikalischer und chemischer Eigenschaften zu erzielen.
  • Es besteht ein ständig sich ausweitender Markt für synthetische Polymerisate, welche hohe Wärmeverformungs-Temperatur~ und Festigkeitswerte, wie auch gute chemische Beständigkeit aufweisen, die sie zur Verwendung als Folien, Fasern, Formteile und dergleichen besonders geeignet machen. Die neuen Mischpolymerisat-Zusammensetzungen nach der vorliegenden Erfindung können aus leicht erhältlichen Monomeren in wirtschaftlicher Weise hergestellt werden und zeigen eine höchst erwünschte Vereinigung physikalischer und chemischer Eigenschaften. Die Polymerisate der vorliegenden Erfindung können nach Vahl so hergestellt werden, daß ihre Erweichungstemperaturen und Viskositätswerte über einen weiten Bereich variieren. Zusätzlich besitzen diese Polymerisate einzigartige Eigenschaften wie beispielsweise hohe Schmelzpunkte und gute Festigkeitseigenschaften.
  • Lineare Mischpolyester mit sich wiederholenden Struktureinheiten sind bereits bekannt. So lehrt beispielsweise das US-Patent 2 691 006 die Herstellung von Polyestern mit wiederkehrenden Struktureinheiten aus zwei verschiedenen vorgefertigten Polyestern. Ebenso lehrt das US -Patent 3 037 960 die Herstellung elastomerer Zusammensetzungen aus der Kombination von Polyestern.
  • Zu den vielseitiger verwendbaren Blockmischpalyestern gehören die Elockiischpolymerisate, die aus aromatischen Estereinheiten und aliphatischen Polyester-Blockeinheiten, wie sie in der Patentanmeldung S/N 264 068 (angemeldet am 11. März 1963 von Goldberg etal) beschrieben und beansprucht sind.
  • Allgemein gesagt, richtet sich die vorliegende Erfindung auf zähe, steife, gegen hohe temperatur beständige und im wesentlichen lineare Mischpolymerisate mit wiederkehrenden Struktureinheiten, die aus drei verschiedenen Esterstruktureinheiten bestehen, von denen eine ein aliphatisches Polyester-Blockmischpolymerisat darstellt. Diese Mischpolymerisate besitzen einzigartige Eigenschaften, die sie zur Verwendung als Folien, Fasern, Formteile usw. geeignet machen. Sie Esterstrukturen bestehen aus (1) wiederkehrenden aromatischen Carbonsäureestereinheiten, die aus der Umsetzung mindestens eines Diphenols mit mindestens einem aromatischen Dicarbonsäurechlorid stammen; (2) wiederkehrenden aromatischen Sulfonsäureester-Einheiten, die aus der Umsetzung wenigstens eines Diphenols mit wenigstens einem aromatischen Disulfonylchlorid stammen; und (3) wiederkehrenden aliphatischen Polyester-Blockeinheiten von etwa 500 bis etwa 20 000 Lolekulargewicht, die aus der Umsetzung mindestens einer aliphatischen Dicarbonsäure oder einem ihrer Derivate mit wenigstens einem Glykol oder einem seiner Derivate stammen. ie verwendeten aliphatischen Polyester-Segmere werden im allgemeinen eingearbeitet unter Verwendung eines vorgefertigten Polyesters mit endständigen reaktiven Gruppen, vorzugsweise Säurechlorid~ Endgruppen. DaSbevorzugte Molekulargewicht der aliphatischen Polyester-Segmere liegt zwischen etwa 500 und etwa 20 000.
  • Genauer gesagt, bestehen die linearen ischpolyester der vorliegenden Erfindung aus folgenden wiederkehrenden Einheiten: (1) aromatische Carbonsäureester-Struktureinheiten der Formel (2) aromatische Sulfonsäureester-Struktureinheiten der Formel: und (3) aliphatische Polyester-6truktureinheiten der Formel: worin A und A' zweiwertige aliphatische Radikale sind, die eine oder mehrere Doppelbindungen und ein oder mehrere zweiwertige Radikale anderer als Kohlenstoffatome, wie beispielsweise -O-, -S- usw. enthalten können; Ar, Ar', Ar'' und Ar''' zweiwertige aromatische Radikale, 1 und n positive ganze Zahlen größer als 1 und 2 eine positive ganze Zahl gleich oder größer als 5 darstellen. Die Einheiten können auf viele verschiedene Arten zu langen Molekülketten zusammengebunden werden. Es sei betont, daß in jedem Falle der Bildung langer Molekülketten Ml und n der Formeln I und II wenigstens den Wert 1 haben und n der Formel III im allgemeinen einen Durchschnittswert hat, der gleich oder größer als 5 ist.
  • Die aromatischen Dicarbonsäurechloride, die mit den aromatischen Disulfonylchloriden und den aliphatischen Polyestern mit endständigen Säurechloridgruppen gemischt werden, gehorchen der allgemeinen Formel: worin Ar ein zweiwertiges aromatisches Kohlenwasserstoffradikal ist.
  • Beispiele für die aromatischen Dicarbonsäurechloride sind: Phthalylchlorid ; Isophthalylchlorid; Terephthalylchlorid, 4,4'-biphenyldicarbonsäurechlorid; 4, 4'-diphenylmethandicarbonsäurechlorid; 2, 2-'bis-(4-carboxychlorphenyl)-propan usw.
  • Die aromatischen Disulfonylchloride, die mit den aromatischen Dicarbonsaurechloriden und den aliphatischen Polyestern mit endständigen Säureohloridgruppen gemischt werden, haben die allgemeine Formel: C102S-Ar-S02Cl worin Ar ein zweiwertiges aromatisches Kohlenwasserstoffradikal ist.
  • Beispiele aromatischer Disulfonlchloride, deren Verwendung bei der ausführung der vorliegenden Erfindung zweckmäßig ist, sind die folgenden: die Benzoldisulfonylchloride, und zwar ihre o, m und n - Isomere, die Biphenyldisulfonylchloride, Arylsulfondisulfonylchloride und die Arylätherdisulfonylchloride.
  • Der endständige Säurechloridgruppen aufweisende aliphatische Polyester, der, wie oben erwähnt, mit mindestens einem aromatischen Dicarbonsäurechlorid und mit mindestens einem aromatisohen Disulfonylchlorid gemischt wird, kann durch die Umsetzung mindestens eines aliphatischen Dicarbonsäurechlorids mit mindestens einem Glykol hergestellt werden. Das aliphatische Dicarbonsäurechlorid ist ganz allgemein mit der folgenden Formol dargestellt: worin A ein Kohlenwasserstoffradikal ist. Beispiele für Dicarbonsäurechloride, deren Verwendung bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung zweckmäßig ist, enthalten aliphatische und cycloaliphatische Dicarbonsäurechloride, für die die folgenden Verbindungen beispielhaft sind: Malonylchlorid; Oxylylchlorid; Succinylchlorid; Glutarylchlorid; idipylchlorid, Pimelylchlorid; Suberylchlorid, Azelaylchlorid; Sebacylchlorid; cis- und trans- 1,4 cyclohexandicarbonsäurechlorid; cis- und trans- 1,3-cyclohexandicarbonsäurechlorid; Cis-und trans- 1,3 cyclobutandicarbonsäurechlorid usw.
  • Die Glykole, die mit den aliphatischen Dicarbonsäurechloriden umgesetzt werden, um die mit endständigen Säurechloridgruppen versehenen aliphatischen Polyester herzustellen, folgen im allgemeinen der Formel HO-R-OH, worin R ein zweiwertiges aliphatisches oder alicyclisches Kohlenwasserstoffradikal ist. Zu den aliphatischen Glykolen, die mit aliphatischen Dicarbonsäurechloriden umgesetzt werden können, um die Polyester mit endständigen Säurechloridgruppen herzustellen sind Äthylen-, Propylen-, Isobutylen-, Tetramethylen-, Pentamethylen-, 2 ,2-dimethyltrimethylen-, Hexamethylen-, und Decamethylenglycole und 1 ,4-di(hydroxymethyl)-cyclohexan.
  • Nach einer anderen Ausführung können die endständigen Säurechloridgruppen aufweisenden Polyesterblöcke in folgender Weise hergestellt werden: (1) Behandlung eines endständige Carboxylgruppen aufweisenden Polyesters (der durch Umsetzung eines Glykols mit einem Überschuß an Dicarbonsäure in Gegenwart eines Veresterungskatalysatoren dargestellt werden kann) mit einem Chlorierungsmittel wie beispielsweise Thionylchlorid, Perl3, PC15 usw., und (2) Behandlung eines niedermolekularen endständigen Hydroxylgruppen aufweisenden Polyesters mit einem Überschuß an Dicarbonsäurechlorid.
  • Im wesentlichen kann jedes beliebige zweiwertige Phenol mit dem Gemisch aus wenigstens einem aromatischen Dicarbonsäurechlorid, mindestens einem aromatischen Disulfonylchlorid un4'einem endständige Säurechloridgruppen aufweisenden aliphatischen Polyester umgesetzt werden. Der zweiwertige Phenol wird allgemein durch die nachstehende Formel dargestellt: in welcher R eine Alkylen-, Alkyliden- oder cycloaliphatische Bindung, nämlich Methylen, Äthylen, Propylen, Isopropylen, Isopropyliden, butylen, Isobutylen, Amylen, Cyclohexylen, Cyclopentyliden usw.; eine aus der aus Äther, Carbonyl, Amino bestehenden Gruppe ausgewählte Bindung; eine Schwefel enthaltende Bindung, wie Silfid, Sulfoxid, Sulfon; eine Silicon enthaltende Bindung wie Silan, Siloxy; eine Phosphor enthaltende Bindung usw. darstellt. R kann auch aus zwei oder mehr Alkylen-'oder Alkylidenbindungen bestehen, die miteinander durch solche Gruppen wie aromatische, Amino-, Äther-, Carbonyl-, Silan-, Siloxy-, Sultid-, Sulfoxyd-, Sulfon-, eine Phosphor enthaltende Bindung usw. verbunden sind.
  • Für den auf dem vorliegenden Gebiet erfahrenen Fachmann werden sich noch andere Gruppen ergeben, die durch das Symbol R dargestellt werden können.
  • Ar und Ar' sind aromatische Mono- oder Polycarbonsaure-Gruppea wie Phenylen, Biphenylen, Terphenylen, Napf;halen usw. Ar und Ar' können gleich oder verschieden sein.
  • Y ist ein aus einer Gruppe ausgewählter Substituent, die aus organischen, anorganischen oder metallorganischen Radikalen besteht. Zu den mit dem Symbol Y bezeichneten Substituenten gehören (1) Halogen, wie Chlor, Brom, Fluor oder (2) Äthergruppen der allgemeinen Formel 0E, in der E ein einwertiges Kohlenwasserstoffradikal ähnlich wie X ist oder (3) einwertige Kohlenwasserstoffgruppen der durch R vertretenen Art, oder (4) andere Substituenten, wie z. B. Nitro, Cyano usw., wobei diese Substituenten im wesentlichen gegenüber den Bedingungen, unter denen der Polymerisationavorgang abläuft, chemisch inert sind.
  • X ist eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, die durch folgende Beispiele vertreten ist: Alkyl-, wie z. B. Methyl, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Decyl-Gruppen usw.; Aryl-Gruppen, wie z. B. Phenyl-, Naphthyl-, Biphenyl-, Xylyl-, Tolyl-Gruppen usw.; Alkaryl-Gruppen wie Benzyl-, Äthylphenyl-Gruppen usw.; cycloaliphatische Gruppen wie z. B. Cyclopentyl-, Cyclohexyl-Gruppen usw., ebenso auch inerte Substituenten enthaltende einwertige Kohlenwasserstoff-Gruppen. Es sei erwähnt, daß in dem Falle, in dem mehr als ein X verwendet wird, diese gleich oder verschieden sein können.
  • 1 ist eine ganze, von 0 bis zu einem Höchstwert reichende Zahl, welcher genau eo groß ist wie die Anzahl der substituierten austauschbaren Wasserstoffe an den aromatischen Ringen, welche Ar und Ar' einschließen. e ist eine ganze Zahl, die von O bis zu einem Höchstwert reicht, der durch die Anzahl der austauschbaren Wasserstoffe an R begrenzt ist. a, b und c sind ganze Zahlen einschließlich 0. Wenn b nicht 0 ist, können auch weder a noch c gleich 0 sein. Andererseits können a oder c jedoch nicht beide zugleich gleich 0 sein. Wenn b in der obigen Formel gleich 0 ist, sind die aromatischen Gruppen durch eine direkte Bindung zwischen den Sohlenstofiatomen der carbocyclischen Ringe und nicht mittels einer Alkyl- oder anderen Bindung aneinander gebunden.
  • Die Hydroxyl-und Y-Substituenten in den aromatischen Gruppen, Ar und Ar' können sich wechselweise in Ortho-, Meta- oder Parastellung an den aromatischen Ringen befinden; und die Gruppen können in Jeder beliebigen der möglichen geometrischen Beziehungen zueinander stehen.
  • Die Diphenole der obenstehenden Formel können auch allgemeiner und zweckmäßiger durch die nachstehende Formel dargestellt werden, in welcher die aromatische carbocyclische Gruppe D der obigen Formel alle Moleküle darstellt mit Ausnahme der funktionellen Hydroxylgruppen: HO D OH Beispiele zweifunktioneller Phenole, deren Verwendung in der Ausführung der vorliegenden Erfindung zweckmäßig ist, schließen Bisphenole ein, für welche die folgenden Verbindungen beispielhaft sind: 2, 2-bis-(4-hydroxy-phenyl )-propan (Bisphenol-A); bis-(2-hydroxyphenyl)-methan; bis-(4-hydroxyphenyl)-methan; 1,1-bis-(4-hydroxy-phenyl)-äthan; 1,2-bis-(4-hydroyphenyl)-äthan; 1,1-bis (3-chloro-4-hydroxy phenyl)-äthan 1,1-bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-äthan; 2,2-bis-(3-phenyl-4-hydroxyphenyl)-propan; 2, 2-bis(4-hydroxynaphthyl )-pro-pan; 2,2-bis-(4-hydroxyphenyl)-pentan; 2,2-bis-(4-hydroxyphenyl ) -hexan; bis-(4-hydroxyphenyl)-phenylmethan; bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexylmethan; 1 ,2-bis-(4-hydroxy phenyl~1,2-bis-(phenyl)-ethan; 2,2-bis-(4-hydroxyphenyl)-l-phenylpropan; bis-(3-nitro-4-hydroxyphenyl)-mehtan; bis-(4-hydroxy-2,6-dimethyl-3-methoxyphenyl)-methan; 2,2-bis-(3 5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-propan; 2,2-bis(3-brom-4-hydroxyphenyl)-propan.
  • Die Herstellung dieser und anderer verwendbarer Bisphenole ist dem Fachmann bekannt. Sie werden überwiegend hergestellt durch die Kondensation von zwei Mol eines Phenols mit einem einzigen Mol eines Ketons oder Aldehyds.
  • In gleicher Weise brauchbar sind Dihydroxybenzole, deren typische Vertreter Hydrochinon und Resorcin sind; Dihydroxybiphenyle, wie 4 ,4'-dihydroxybiphenyl, 2,2' -Dihydroxybiphenyl, 2,4'-Dihydroxybiphenyl; sowie Dihydroxynaphthaline, wie 2,6-Dihydroxynaphthalin, usw.
  • Zweckmäßig ist ferner die Verwendung von Dihydroxyarylsulfonen, wie beispielsweise bis-(4-hydroxyphenyl)-sulfon; 2,4' -dihydroxyphenyl sulfon; 2,4'-dihydroxy-5'-chlorophenyl sulfon; 3-chloro-4, 4'-dihydroxyphenyl sulfon; bis-(4-hydroxyphenyl)-biphenyl disulfon, usw. Die Herstellung dieser und anderer nützlicher flihydroxyarylsulfone ist im US Patent 2 288 282 beschrieben, Polysulfone wie auch halogen-, nitro-, alkyl- und mit anderen Gruppen substituierte sulfone sind ebenfalls verwendbar. Darüber hinaus können verwandte Sulfide und Sulfoxide angewandt werden.
  • Dihydroxyaromatische Äther sind brauchbar und können nach Methoden hergestellt werden, die im US Patent 2 739 171 und in "Chemical Reviews"38, 414-417 (1946) beschrieben sind. Typische Vertreter solcher dIydroxyaromatischer Äther sind die folgenden: 4,4'-dihydroxyphenyl-äther; 4,4'-dihydroxy-2,6-dimethylphenyläther; 4,4'-dihydroxy-3,3'-diisobutylphenyläther; 4,4'-dihydroxy-3,3'diisopropylphenyläther; 4,4'-dihydroxy-3,3'dintitrophenyläther; 4,4' -dihydroxy-3,3'dichlorophenyläther; 4,4' -dihydroxynapthyläther; usw. Die vielen anderen geeigneten Vertreter der Dihydroxyarylverbindungen ergeben sich für den Fachmann von selbst.
  • Nach der vorliegenden Erfindung werden Blockmischpolzmerisate mit Eigenschaften, die durch Wahl der Art undAnahl der Strukturbausteine dem angestrebten Verwendungszweck angepaßt sind, vorzugsweise in der nachstehend beschriebenen Art und Weise hergestellt. Wenigstens ein aliphatisches Dicarbonsäurechlorid oder eines seiner Derivate wird mit wenigstens einem Glykol umgesetzt, um einen aliphatischen Polyester mit endständigen Säurechloridgruppen zu erhalten.
  • Die Polyesterbestandteile können im Wege einer direkten Esterifizierung miteinander umgesetzt werden.
  • Für die Zwecke dieser Erfindung kann der aliphatische Blockmischpolyester mit endständigen Säurechloridgruppen nach einem beliebigen der in der Technik bekannten Verfahren hergestellt werden. Diese Polyester haben, wie erwähnt, ein Molekulargewichtvon zwischen etwa 500 und etwa 20 000. In einer bevorzugten Durchführung der Polymerisation wird der endständige Säurechloridgruppen aufweisende Polyester mit wenigstens einem aromatischen Dicarbonsäurechlorid und wenigstens einem aromatischen Disulfonylchlorid in einem inerten organischen Lösungsmittel gemischt und dieses Gemisch wird der wässrigen Lösung den Alkalimetallsalzes wenigstens eines Diphenols zugefügt. Alsdann wird die Polykondensation als Grenzflächenreaktion durchgeführt. Falls gewünscht, kann die Reihenfolge der Zufügung der Reaktionsteilnehmer umgekehrt werden, d.h. die wässrige Lösung des ilkalinetallsalzes wenigstens eines Diphenols kann dem Gemisch des endständige Säurechloridgruppen aufweisenden Polyesters mit wenigstens einem aromatischen Dicarbonsäurechlorid un4enigstens einem aromatischen Disulfonylchlorid zugefügt werden.
  • Da das Molekulargewicht des endständige Säurechloridgruppen aufweisenden aliphatischen Blockmischpolyesters im allgemeinen höher ist als das Molekulargewicht entweder des aromatischen Dicarbonsäurechlorids oder des aromatischen Disulfonylchlorids, , liefert der aliphatische Polyester weniger reaktionsfähige endständige Säurechloridgruppen für die weitere Umsetzung mit einem Diphenol, als sie in dem aromatischen Dicarbonsäurechlorid und dem aromatischen Disultonylchlorid zur Verfügung stehen. Die Struktur der Polymerkette wird statisch bestimmt und hängt ab sowohl von den Abweichungen in den Molekulargewichten der aromatischen Säurechloride und der aliphatischen Polyester, als auch von der Verschiedenheit der Anteile und Reihenfolge bei der Addition der umgesetzten Bestandteile.
  • Die physikalischen und chemischen Eigenschaften eines in beschriebener Weise aus der Kombination von Estereinheiten hervorgehenden Mischpolymerisats hängen von dem durchschnittlichen Molekulargewicht und dem Mol-Prozentanteil des aliphatischen Blockmischpolyesters ab. Wegen des verhältnismäßig hohen Molekulargewichts der aliphatischen Blockmischpolyester-Komponente kann ein hoher Gewichtsprozentanteil in das polymere System bei verhältnismäßig niedrigem Molverhältnis eingearbeitet werden.
  • Wie erwähnt, können die aliphatischen Polyestereinheiten der Blockmischpolymerisate leicht nach einem der üblichen Verfahren hergestellt werden, wie beispielsweise durch die Umsetzung eines polymeren Glykols mit einem leichten tborschuß an einem aliphatischen Dicarbonsäurechlorid.
  • Die Polykondensation der Diphenole mit den endständige Säurechloridgruppen aufweisenden aliphatischen Polyestern, die zuvor mit mindestens einem aromatischen Dicarbonsäurechlorid und mindestens einem aromatischen Disulfonylchlorid gemischt worden sind, wird vorzugsweise als ein Grenztlächenreaktions-Polykondensationsverfahren durchgeführt.
  • Die als Grenzflächenreaktion durchgeführte Polymerisation kann bei oder nahezu bei Raumtemperatur ausgeführt werden, indem eine basische wässrige Lösung eines Alkalimetallealzes wenigstens eines Diphenols mit dem in einem inerten organischen Lösungsmittel enthaltenen Gemisch aus einem endständigen Säurechloridgruppen aufweisenden aliphatischen Polyester und aromatischen Dicarbonsäurechlorid und aromatischen Disulfonylchlorid zusammengebracht werden. Die Zusetzung eines basischen organischen Katalysators, wie beispielsweise eines quarternären Ammoniumsalzes oder eines zweckentsprechenden Amins, ist für die Herbeiführung höherer Molekulargewichte zweckmäßig. Die Reaktionsgemische werden vorzugsweise für wechselnd lange Zeiträume heftig gerührt; und die Mischpolymerisate mit beliebigen geeigneten Mitteln, wie z. B. durch Zusatz eines Nichtlösungsmittels wie Isopropanalkohol, ausgefällt oder koaguliert. bie gefällten Is, Mischpolymerisate werden im allgemeinen zur Entfernung irgendwelcher rückständiger Verunreinigungen gewaschen und anschliessend getrocknet.
  • Dns für die Mischung des endständige Säurechloride aufweisenden aliphatischen Polyesters und der aromatischen Säurechloride verwendete organische Lösungsmittel kann ein beliebiges inertes organisches Lösungsmittel sein, das vorzugsweise auch eine gewisse Lösungsfähigkeit gegenüber dem fertigen Mischpolymerisat aufweist. Typische Vertreter solcher Lösungsmittel sind Methylenchlorid, Tetrachloräthylen, Tetrachloräthan, chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, o-Dichlorbenzol, usw. Die Konzentration der Reaktionsteilnehmer in der wässrigen und in der organischen Phase kann innerhalb eines verhältnismäßig großen Bereichs variieren, und zwar von weniger als 1 Gewichtsprozent bis zu mehr als 20 Gewichtsprozent, da dieser Bereich hinsichtlich der hohen Konzentrationen lediglich durch die zunehmenden Schwierigkeiten begrenzt ist, die sich für die Handhabung der in der'Umsetzung gebildeten extrem viskosen Medien ergeben. Die Dauer des Polymerisationsvorganges kann von weniger als 5 Minuten bis zu mehr als 3 Stunden schwanken, und zwar in Abhängigkeit von der Reaktionsfertigkeit der copolymeren Reaktionsteilnehmer und dem gewünschten Molekulargewicht. Extrem kurze Polymerisationszeiten ergeben im allgemeinen Mischpolymerisate mit niedrigem Molekulargewicht, verglichen mit länger dauernden Polymerisationsumsetzungen, die zu höheren Molekulargewichten führen. Obwohl es für gewisse Fälle vorzuziehen ist, annähernd equimolare engen an Diphenolen mit den endständige Säurechloridgruppen aufweisenden aliphatischen Polyestern und aromatischen Säurechloriden oder deren Gemischen umzusetzen, so sind das Reaktionsvermögen der endetändige Säurechloridgruppen enthaltenden Mischung und die Reaktionsbedingungen derart, daß die Einhaltung genauer stroichiometrischer Mengenverhältnisse für die Erzielung eines Blockmischpolymerisats von verhältnismäßig hohem Molekulargewicht nicht kritisch ist.
  • Die Art der Zufügung der Säurechloridgruppen enthaltenden Mischung, d.h. der endständige Säurechloridgruppen aufweisenden aliphatischen Polyester und aromatischen Säurechloride zu den Diphenolen bestimmt sich daher nach der Beschaffenheit der gewünschten ijischpolymerisate und es ist möglich, die einzelnen Reaktionskomponenten stufenweise zuzusetzen oder auch, falls dies erwünscht sein sollte, chargenweise zu mischen. Darüberhinaus ist es möglich, die Reihenfolge bei der Addition der Reaktionskomponenten umzukehren und die Diphenole der Mischung mit endständigen Säurechloridgruppen zuzusetzen.
  • Der basische organische Katalysator kann von Anfang an oder während des Verlaufs der Polykondensation zugegeben werden; es ist aber auch möglich, ihn stufenweise während der Umsetzung zuzugeben. Obwohl Benzyltrimethylammoniumchlorid ein besonders wirksamer Katalysator ist, sind auch andere quarternäre Salse und geeignete Amine wirkungsvoll. Die zugegebene Katalysatormenge kann von weniger als einem Hundertstel Gewichtsprozent bis zu mehr als 1 Gewichtsprozent schwanken. Obwohl die Polymerisationstemperatur innerhalb eines relativ weiten Bereichs variiert werden kann, wie z.B. von weniger als OOC bis zu mehr als 1000 C, ist es äußerst zweckmäßig, die Reaktion bei oder nahezu bei Raumtemperatur, z. B. 250C, durchzuführen.
  • Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Darstellung aliphatischer Polyester/aromatischer Polyester-lYlischpolymerisate aus der Umsetzung von Diphenolen mit Gemischen aus aliphatischen Polyeßter-Säurechloriden und aromatischen Esterchloriden.
  • Herstellung von Poly (neopentyladipat) Eine Lösung von 54,4 g (0,522 mol) Neopentylglycol in 200 ml o-Dichlorbenzol wurde in einem mit Rührer, Thermometer, Kondensator und Gaseinlaßrohr versehenen Harzkessel vorgelegt. Die Lösung wurde auf 80 °G erhitzt und Adiphylchlorid (98,5 g; 0,538 mol) wurde tropfenweise über eine Zeitdauer von 4 Stunden bei 80 - 900 C zugegeben. Durch Einblasen eines langsamen Stroms von Argon durch die Lösung wurde eine inerte Atmosphäre im Reaktionskessel aufrechterhalten. Das Reaktionsgemisch wurde für 3 weitere Stunden bei 80 - 90 oC und anschließend über Nacht bei 60 - 65 oC gehalten. Das o-Dichlorbenzol und der Überschuß an Adipinsäurechlorid wurden alsdann unter Vakuum abdestilliert. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend in Vakuum 2 1/2 Stunden auf 100 - 110 OC erhitzt.
  • Das Produkt war eine sehr viskose gelbe Flüssigkeit, die eine in o-Dichlorbenzol gemessene molare Viskosität von 0,28 dl/g und ein mittels infraroter Spektroskopie gemessenes Molekulargewicht von 7,700 aufwies. Die Konzentration an endständigen Hydroxyl- und Carboxylgruppen lag bei Verwendung eines Infrarot-Spektrometers unterhalb der Feststellungsgrenze.-Durch Abänderung des Verhältnisses zwischen dem Dicarbonsäurechlorid und Glykol und der Reaktionsbedingungen können endständige äurechloridgruppen enthaltende Blockmischpolyester im Molekulargewichtsbereich von zwischen 500 und 20 000 leicht erzielt werden.
  • Das nachstehende Beispiel stellt das Verfahren zur Herstellung von Blockmischpolymerisaten dar, die aus der Umsetzung von Diphenolen, aromatischen Carbonsäurechloriden, aromatischen Disulfonylchloriden und endständige Säurechloridgruppen enthaltenden Polyesterblöcken gewonnen werden.
  • Beispiel 1 Darstellung eines Blockmischpolymerisats, gewonnen aus Bisphenol-!, IsoDhthalylchlorid, Terephthalylchlorid, 4,4'-BipheSnyldisulfonylchlorid und Poly(Hexandiolsuccinat) (BJ 177) Eine Lösung von 1,847 g (9,1 mol) Isophthalylchlorid, 1,847 g (9,1 mol) Terephthalylchlorid, 2,129 g (6,07 mol), 4,4'-Biphenyldisulfonylchlorid und 1,395 g endständige Säurechloridgruppen enthaltendem Poly(Ilexandiolsuccinat) mit einer molaren Viskositätszahl von 0,28 dl/g in 78 ml Methylenchlorid wurde während der Dauer einer Minute einer Lösung von 5,580 g (24,42 mol) Bisphenol-A, 54 mol NaOH und 8 Tropfen einer 60%-igen wässrigen Lösung von Benzyltrimethylammoniumchlorid in 150 ml Wasser zugegeben. Das Heaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur 30 Minuten lang heftig gerührt. Die wässrige Phase wurde entfernt und das Blockmischpolymerisat wurde abgetrennt durch Einführung der Methylenchloridschicht in Methanol. Das Blockmischpolymerisat wurde mehrfach mit destilliertem Wasser und Methanol gewaschen und über Nacht in einem Vakuumofen getrocknet. In 1,1,2,2-Tetrachloräthan wurde eine molare Viskositätszahl für das Blockmischpolymerisat von 0,80 dl/g gemessen.
  • Unter Anwendung des im wesentlichen gleichen Verfahrens wie in Beispiel I wurden eine Anzahl von Blockmischpolymerisaten hergestellt und ihre Eigenschaften überprüft. Einige der erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle I aufgeführt.
  • Tabelle I Beispiel II III IV V VI Isophtahalylchlorid, g. 1.847 1.847 1.830 2.77 1.848 Terephthalylchlorid, g. 1.847 1.847 1.830 2.77 1.848 4,4'-Biphenyldisulfonylchlorid, g. 2.129 2.129 2.110 3.19* 6.37* Poly(neopenthyladipat), g. -- -- 3.47 2.092 2.092 Poly(nexandiolsuccinat), g. 1.395-Poly(neopenthylazelat), g. -- 1.395-Gew.% des Blocks im Polymer 12,5 12,5 31,1 12,5 11.6 Mol-% des Blocks 0,8 0,8 2,6 1,0 1,0 Molekulargewicht des Blocks 7000 7000 5500 5500 5500 Bisphenol-A 5,580 5,580 5,580 8.37 8.37 molare Viskosität dl/g 0,90 1,0 1,0 1,0 0,9 Streckgrenze, psi 25°C 8700 6600 6900 8400 8000 160°C 1900 210 1800 310 250 Zerrei@festigkeit, psi 25°C 8000 6700 6900 8700 7500 1900 2000 1600 3000 2500 Bruchdehnung % 25°C 76 49 32 70 47 158 116 87 159 156 Wärmeverformungstemperatur, °C 264 psi Belastung (mICROTEST) 157 183 162 180 173 Schlagzähigkeit, kg.cm/cm2 44 74 23 63 59 @) Eine Lösung dieses Disäurechlorids wurde zuerst der Diphenllösung zugesetzt, anschlie#end sofort eine Lösung aller übrigen Disäurechloride und des Polyesterblocks. Die gesamte Zugabezeit betrug 1 - 2 Minuten.
  • Aus den vorstehenden Beispielen und der Beschreibung ergibt sich, daß die Polyester-Mischpolymerisat-Zusammensetzungen nach der vorliegenden Erfindung ausgezeichnete Festigkeits-und Dehnungseigenschaften besitzen (sogar bei Temperaturen über 1500 C), daß sie darüberhinaus hohe Wärmeverformungstemperaturen, außergewöhnliche Schlagzähigkeit und eine gute chemische Bestandigkeit aufweisen. Weiterhin sind die Polyester-Mischpolymerisate ihrer Natur nach vielseitig verwendbare und nützliche thermoplastische Polyester, die sich leicht im Spritz-oder Preßgut verformen oder auch außer einer großen Anzahl bekannter Lösungsmittel mittels Filmgießen zu Folien verarbeiten lassen.
  • Es liegt auf der Hand, daß die physikalischen und chemischen Eigenschaften dieser Mischpolymerisate innerhalb eines ausgedehnten Bereichs variiert werden können, entweder durch Anwendung physikalischer Methoden, wie etwa Umorientierung, oder durch Abänderung der Gewichtsanteile der Komponenten und ihrer Eigenschaften. Ferner können eine Reihe von lodifizierungen und Abänderungen vorgenommen werden, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen, der allein durch die nachfolgenden Ansprüche bestimmt und begrenzt wird. So rd es beispielsweise dem Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet ohne weiteres klar sein, daß Änderungen der Beschaffenheit und der Mengenverhältnisse der Umsetzungsteilnehmer zu Änderungen der chemischen und physikalischen Eigenschaften der in der Umsetzung gewonnen Produkte führen werden.

Claims (11)

  1. Patentansprüche Lineare Blockcopolymerisate einer intrinsic Viskosität über 0,3 dl/g und eines Molekulargewichtes zwischen 500 und 20 000, gekennzeichnet durch Ketten mit periodisch wiederkehrenden aromatischen Carbonsäureestereinheiten der Formel periodisch wiederkehrenden aromatischen Sulfonsäureestereinheiten der Formel und periodisch wiederkehrende aliphatische Polyestereinheiten der Formel worin Ar, Ar', Ar'1, Ar'' zweiwertige aromatische Reste, A und A' zweiwertige aliphatische Reste, m unh ganze positive Zahlen und p eine ganze positive Zahl, mindestens 5, bedeuten, wobei die Polyestereinheiten im Copolymerisat ein Molekulargewicht von 500 bis 20 000 aufweisen.
  2. 2. Lineares Blockcopolymerisat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aromatischen Carbonsureesfereinheiten durch Veresterung mindestens eines aromatischen Dicarbonsäurechlorids mit mindestens einem Diphenol, Disulfonestereinheiten durch Veresterung von mindestens einem aromatischen Disulfonylchlorid mit mindestens einem Diphenol und die aliphatischen Polyestereinheiten durch Veresterung mindestens eines aliphatischen Dicarbonsäurechlorids mit mindestens einem Glycol erhalten worden sind.
  3. 3. Verfahren zur Herstellung linearer Blockmischpolymerisate mit wiederkehrenden (1) aromatischen Karbonsäureester-Struktureinheiten der Formel: (2) aromatischen Sulfonsäureester-Struktureinheiten der Formel: (3) aliphatischen Polyester-Struktureinheiten der Formel: worin Ar, Ar', Ar", Ar"'zweiwertige aromatische Radikale, A und A' zweiwertige aliphatische Radikale, m und n positive ganze Zahlen von wenigstens 1 und 2 eine positive ganze Zahl von wenigstens 5 ist, und die aliphatischen Polyester-Einheiten ein Molekulargewicht von etwa 500 bis etwa 20 000 haben, dadurch gekennzeichnet, daß ein aliphatischer Polyester mit mindestens einem aromatischen Karbonsäureester und mindestens einem aromatischen Sultonsäureester gemischt und diese Mischung in einer Grenzflächen-Polymerisation mit der aus wenigstens einem Alkalimetallsalz stammenden Lösung wenigstens einer Diphenole ungesetzt wird, um ein aus wiederkehrenden Struktureinheiten bestehendes Blockmischpolymerisat mit einer 0,3 dl/g überschreitenden molaren Viskosität zu erzielen.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aliphatische Polyester mit endständigen Säurechloridgruppen und einem Molekulargewicht von zwischen 500 und 20 000 verwendet werden, die aus der Veresterung eines Gemisches aus esterbildenden Derivaten mindestens eines aliphatischen Dicarbonsäurechlorids mit mindestens einem Glykol stammen.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dat3 als aromatische Karbonsäureester-Struktureinheiten Veresterungsprodukte wenigstens eines aromatischen Dicarbonsäurechlorids mit wenigstens einem Diphenol verwendet werden.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als aromatische Sulfonsäureester-Struktureinheiten Veresterungsprodukte wenigstens eines aromatischen Disulfonylchlorids mit wenigstens einem Diphenol verwendet werden.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als endständige Säurechloridgruppen enthaltende aliphatische Polyester-Struktureinheiten Neopentylglycolester des Adipylchlorids verwendet werden.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als al iphati sche liölyeater-truktureinheiten Hexandiolester des Succinylchlorids verwendet werden.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als aliphatische Polyester-truktureinheiten Neopentylglycolester des Azelaylchlorids verwendet werden.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Diphenolester aromatischer Dicarbonsäurechlorid der 2-2-bis-(4-hydroxyphenyl)-Propan-Ester des Isophthalylchlorids verwendet wird.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenhzeichnet, daß als Diphenolester aromatischer Dicarbonsiurechlorid das Veresterungsprodukt von 2,2bis-(4-Hydroxyphenyl)-Propan mit Terephthalylchlorid verwendet wird.
    ? Verfahren nach anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Diphenolester aromatischer Dicarbonsäurechlorid Produkte aus der Veresterung von 2,2-bis-(4-Hydroxyphenyl)-Propan und Isophthalyl- und Terephthalylchlorid verwendet werden.
    3. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Diphenolester aromatischer Disulfonylchlorid Produkte aus der Veresterung von 2,2-bis-(4-Hydroxyphenyl~-Propan und 4,4-Biphenyldisulfonylchlorid verwendet werden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1127925A (en) * 1964-12-07 1968-09-18 Ici Ltd Modified polyesters
US4271285A (en) * 1979-11-30 1981-06-02 Koppers Company, Inc. Aryl sulfide/sulfonate polymer
AUPR005000A0 (en) * 2000-09-12 2000-10-05 Polymers Australia Pty Limited Polyster resins with improved properties
US20060205916A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-14 Cyclics Corporation Methods for preparing polyester-based nanocomposites

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3037960A (en) * 1958-01-09 1962-06-05 Du Pont Linear segmented copolyester and articles formed therefrom
BE588783A (nl) * 1960-03-18 1960-09-19 Gevaert Photo Prod Nv Bereiding van Thermoplastische Kunststoffen.

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