DE1520976A1 - Process for the production of polyesters - Google Patents

Process for the production of polyesters

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DE1520976A1 DE19611520976 DE1520976A DE1520976A1 DE 1520976 A1 DE1520976 A1 DE 1520976A1 DE 19611520976 DE19611520976 DE 19611520976 DE 1520976 A DE1520976 A DE 1520976A DE 1520976 A1 DE1520976 A1 DE 1520976A1
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Description

DR. E. WIEGANDDR. E. WIEGAND

MÖNCHEN DIUi-ING. W. NIEMANNMONKS DIUi-ING. W. NIEMANN

HAMBURG PATCNTANWXLTI HAMBURG PATCNTANWXLTI

MÖNCHEN 15, den 21. Juli 1961 NUSSBAUMSTRASSE 10 •TELEFON: 55547« MÖNCHEN 15, July 21, 1961 NUSSBAUMSTRASSE 10 • TELEPHONE: 55547 «

15209781520978

10686/61 7/Hei10686/61 7 / Hei

Teikoku Jinzo Kenahi Kabushiki Kaisha, Osaka (Japan)Teikoku Jinzo Kenahi Kabushiki Kaisha, Osaka (Japan)

Verfahren zur Herstellung von Polyestern.Process for the production of polyesters.

Die Erfindung bezieht sioh auf ein Verfahren zur Herstellung von Polyestern. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von faser- und 'filmbildenden hochmolekularen linearen Polyestern, deren wiederkehrende Grundeinheiten von Alkylenterephthaläten gebildet werden. The invention relates to a method of manufacture of polyesters. The invention relates in particular to a process for the production of fiber and film-forming high molecular weight linear polyesters, the recurring basic units of which are formed by alkylene terephthalates.

Bisher sind Polyalkylenterephthalate industriell nach dem herkömmlichen Verfahren der Esteraustauschreaktion (Umesterungsreaktion) hergestellt worden. So wird Polyalkylenterephthalat nachSo far, polyalkylene terephthalates are industrially after conventional method of ester interchange reaction (transesterification reaction) has been manufactured. So is polyalkylene terephthalate after

909 0 8 6/1546909 0 8 6/1546

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dem herkömmlichen Verfahren erzeugt über eine erste Arbeitsstufe, in der eine Esteraustausehreaktion zwischen einem Dialkylterephthalat und einer überschüssigen Menge, nämlich mehr als 2,2 Molen eines Alkylenglyköls unter atmosphärischem Druck bei einer !Temperatur von 150° - 220 C und insbesondere 180° - 2000C herbeigeführt wird zur Herstellung von Bis(u/-hydroxyalkyl)-terephthalat oder dessen Oligomeren (erstes Produkt) und über die zweite^Arbeitsstufe einer Polykondensation des ersten Produktes bei einer hohen Temperatur und bei verringertem Druck, in welcher überschüssige Mengen des Alkylenglykols ausgetrieben wurden. Nach diesem Verfahren muß jedoch eine Umwegstufe durchlaufen werden, nämlich die Veresterung einer Terephthalsäure mit einem aliphatischen Alkohol zur Umsetzung in ein Dialkylterephthalat. Wenn es also möglich ist, die hochmolekularen Polyester ohne den Umweg über dieses Dialkylterephthalat durch direkte Umsetzung einer Terephthalsäure mit einem Alkylenglykol zur Herstellung von Bis-(u/ -hydroxyalkyl)-Estern oder deren Oligomeren zu erzeugen, so wäre der wirtschaftliche Vorteil sehr erheblich. Im Folgenden soll in der Beschreibung aus Gründen der Vereinfachung diese Methode abgekürzt als direktes Veresterungsverfahren bezeichnet werden*the conventional process generated via a first working stage in which an ester exchange reaction between a dialkyl terephthalate and an excess amount, namely more than 2.2 moles of an alkylene glycol under atmospheric pressure at a temperature of 150 ° - 220 ° C and in particular 180 ° - 200 0 C is brought about for the production of bis (u / -hydroxyalkyl) terephthalate or its oligomers (first product) and, via the second stage, a polycondensation of the first product at a high temperature and at reduced pressure, in which excess amounts of the alkylene glycol were expelled . According to this process, however, a detour step must be carried out, namely the esterification of a terephthalic acid with an aliphatic alcohol for conversion into a dialkyl terephthalate. So if it is possible to produce the high molecular weight polyesters without the detour via this dialkyl terephthalate by direct reaction of a terephthalic acid with an alkylene glycol to produce bis (u / -hydroxyalkyl) esters or their oligomers, the economic advantage would be very considerable. In the following, this method will be abbreviated as the direct esterification process in the description for the sake of simplicity *

Ein Merkmal der Erfindung liegt in der Anwendung difeser direkten Veresterungsmethode zur Angabe eines Verfahrens zur Herstellung von faser- und filmbildenden,.hochmolekularen, linearen Polyestern, deren wiederkehrende GrundeinheitenA feature of the invention resides in the application of difeser direct esterification method for specifying a process for the production of fiber- and film-forming, .high molecular weight, linear polyesters, their repeating basic units

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von Alkylenterephthelatexi gebildet werden und zwar von linearen Polyestern, die hinsichtlich der Qualität keineswegs achleohter sind ala die über das Esteraustauschverfahren hergestellten Produkte· are formed by alkylene terephthalate latex, namely by linear polyesters, which in terms of quality are in no way more achleous than the products manufactured using the ester exchange process

Die genannten hochmolekularen linearen Polyester,deren wiederkehrende Grundeinheiten von Alkylenterephthalat gebildet werden, umfassen die Polyester mit wiederkehrenden Alkylenterephthalat-Einheiten aus einer Terephthalsäure und einen Alkylenglykol sowie Polyester aus einer Terephthalsäure und einem Alkylenglykol, in denen bis zu 10 Holprozent der Therephthalsäure und/oder des Alkylenglykols durch andere difunktionellβ Säuren oder zweiwertige Alkohole ersetzt sind, die grundmolare Viskositätszahl der Polyester beträgt jedoch in beiden Fällen wenigstens 0,35, in beiden Fällen handelt es sieh um faser- und filmbildende hochmolekulare lineare Polyester.The high molecular weight linear polyesters mentioned, their Recurring basic units formed by alkylene terephthalate include the polyesters with recurring Alkylene terephthalate units from a terephthalic acid and an alkylene glycol and polyester made from a terephthalic acid and an alkylene glycol in which up to 10 percent of the terephthalic acid and / or the alkylene glycol is used by other difunctional acids or dihydric alcohols are replaced, but the intrinsic molecular viscosity of the polyesters is at least 0.35 in both cases, in both cases Cases are fiber and film-forming high molecular weight linear polyester.

Bekanntlich muß das direkte Veresterungsverfahren zur Herstellung von Polyestern notwendigerweise zu einer heterogenen Reaktion führen, da eine Terephthalsäure nur wenig in dem verwendeten Alkylenglykol löslich ist j demgemäß hat die vollständige'Durchführung der Reaktion eine sehr lange Zeit benötigt, selbst wenn ein großer Überschuß an Alkylenglykol verwendet wurde. So ist beispielsweise in der britischen Patentschrift 578 079 beschrieben, daß selbst bei Verwendung von etwa 4,5 Molen Athylenglykol ala Alkylenglykol pro 1 Hol Terephthalsäure die Reaktion 72 Stunden bei einerAs is known, the direct esterification process must be used Production of polyesters necessarily to a heterogeneous Lead to reaction, since a terephthalic acid is only slightly soluble in the alkylene glycol used j has accordingly the complete implementation of the reaction takes a very long time Takes time even when a large excess of alkylene glycol is used. For example, in the UK Patent specification 578 079 describes that even when using about 4.5 moles of ethylene glycol ala alkylene glycol per 1 hol of terephthalic acid the reaction 72 hours at one

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Reaktionstemperatur von 200°0 benötigt. Um die Reaktion bei dem direkten Veresterungsverfahren innerhalb einer Zeit durchzuführen, die das verfahren industriell anwendbar macht, wird es, wie in der britischen Patentschrift » 777 628 gezeigt ist, deshalb notwendig, eine Übersohußmenge an Alkylenglykol anzuwenden wie diejenige bei dem EsterauB-tauschverfahren bei überatmosphärischem Druck (wie er im Esteraustauschverfahren nicht angewendet wird) und bei einer Temperatur oberhalb des normalen Siedepunks des verwendeten Alkylenglykols.Reaction temperature of 200 ° 0 required. To carry out the reaction in the direct esterification process in a time that makes the v out industrially applicable, it is, as shown in British Patent '777 628, therefore necessary to apply a Übersohußmenge of alkylene glycol as that in the EsterauB-exchange agreements with above atmospheric pressure (as it is not used in the ester exchange process) and at a temperature above the normal boiling point of the alkylene glycol used.

Da bei dieser Reaktion, zum Unterschied von der Veresterung einer Terephthalsäure unter Verwendung eines einwertigen Alkohols, ein zweiwertiger Alkohol eingesetzt wird, verläuft die Reaktion natürlich nicht nur in einer Richtung Bondern ist von Seitenreaktionen wie der Ausbildung von Xtherbindungen des Alkylenglykole begleitet. Wenn dae Vereeterungsprodukt der ersten Stufe ohne vorherige Abtrennung der Nebenprodukte in zweiter Stufe der Polykondensation unterworfen wird, wird die Orientierung der Moleküle des erhaltenen hochmolekularen linearen Polyesters infolge der in die Moleküle eingebauten Nebenprodukte unregelmäfljLg| dae führt zu einer Verringerung des Erweiohungepunktes des Polyesters. Die hauptsächlich infolge Einbaue der Xtfaerbindungen eintretende Absenkung des Erweichungspunktee verringert die Lichtbeständigkeit, die Wetterfestigkeit und die Ojsyd&tlonibe*· ständigkeit des Polymerisats sowie die Wasch- und Gebrauche-As in this reaction, in contrast to the esterification of a terephthalic acid using a monovalent If alcohol, a dihydric alcohol is used, the reaction does not proceed in one direction, of course Bonder is from side reactions like the formation of Xther bonds of the alkylene glycols. If this is a product of degradation the first stage is subjected to polycondensation without prior separation of the by-products in the second stage, the orientation of the molecules of the high molecular weight linear polyester obtained as a result of the By-products built into the molecules are irregular dae leads to a reduction in the expansion point of the polyester. Mainly as a result of installing the Xtfaerbindungen occurring lowering of the softening point reduces the Resistance to light, weather resistance and the Ojsyd & tlonibe * durability of the polymer as well as the washing and usage

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eigenschaften der däraua hergeatellten Fasern; es ist daher • erforderlich, ein Polymerisat mit möglichst hohem Erweiohungspunkt herausteilen, um handelsfähige, brauchbare Polyester zu erhalten..properties of the fibers produced by Däraua; it is therefore • Required, a polymer with the highest possible expansion point cut out to marketable, usable polyester to obtain..

öemäß der Erfindung wurde als Ergebnis von TJnterauchungen über die Beaktionsbedingungen, die zu einer Steigerung des Erweichungspunktes des Polymerisats führen könnten gefunden, daß bei Durchführung einer veresterungsreaktion bei einer Temperatur von 210° - 2900O und insbeedndere 220° 26O0O unter Druck und bei Anwendung einer Meng* von wenigstens 1,0 Mol aber weniger als 2,0 Molen Alkylenglykol pro 1 Mol Terephthalsäure die erhaltenen hochmolekularen Polyester höhere Erweichungspunkte aufweisen, als wenn wenigstens 2 Mole Alkylenglykol pro 1 Mol Terephthalsäure miteinander umgesetzt werden. öemäß the invention has been found as a result of TJnterauchungen on the Beaktionsbedingungen that may lead to an increase of the softening point of the polymer, that when carrying out a v eresterungsreaktion at a temperature of 210 ° - 290 0 O and insbeedndere 220 ° 26O 0 O under pressure and when using an amount * of at least 1.0 mole but less than 2.0 moles of alkylene glycol per 1 mole of terephthalic acid, the high molecular weight polyesters obtained have higher softening points than if at least 2 moles of alkylene glycol per 1 mole of terephthalic acid are reacted with one another.

Das folgende Beispiel 1 veranschaulicht den Einfluß unterschiedlicher Mengen von Äthylenglykol, verwendet als Alkylenglykol pro 1 Mol Terephthalaäure auf die Erweichungspunkte der erhaltenen Polymeren* ' The following example 1 illustrates the influence different amounts of ethylene glycol, used as Alkylene glycol per 1 mol of terephthalic acid on the softening points of the polymers obtained * '

Die Angaben "Teile" in den Beispielen bedeuten Gfewiohtsteile-f die grundmolare Viskosltätsaahl /JL/iat der Wert, der bei 35QO mit dem erhaltenen Polyester bei lösung in einem lösungsmittelgemiaoh aus gleichen Volumenteilen (Ii I) Phenol und TetrachlPräthan gerne säen wurde«The indications "parts" in the examples mean Gfewiohtsteile-f the basic molar viscosity / JL / iat the value which would like to sow at 35 Q O with the polyester obtained when dissolved in a solvent mixture of equal parts by volume (II) of phenol and tetrachloride «

Beispiel 1example 1

Ein mit einer Destillationskolonne ausgestatteter Auto*. SÖ9886/t545 A car * equipped with a distillation column. SÖ9886 / t545

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klav wurde jeweils mit 120 Teilen Terephthalsäure und verschiedenen, aus Tabelle 1.ersichtlichen Mengen an Xthylenglykol beschickt} die luft in dem System wurde durch Stickstoff gas ersetzt, welches unter Abschluß gehalten wurde, bis r der überdruck 2,2 kg/cm erreichte, dann wurde die Mischung unter Hühren auf 2400C erhitzt. Der zusammen mit der Temperaturerhöhung ansteigende Innendruck wurde mittels einer Ventilöffnung auf einen konstanten Wert eingestellt. Das durch die Reaktion gebildete Wasser wurde aufeinanderfolgend durch die Destillationskolonne aus dem System entfernt. Wenn das Wasser abdestilliert war, wurde der Überdruck auf 1,0 kg/cm verringert und die Reaktion weiter über 20 Minuten fortgeführt* Die hiernach erhaltenen Vereaterungsprodukte der ersten Stufe wurden zur Polykondensation in einen Autoklaven übergeführt, es wurden 0,042 Teile Antimontrioxyd und 0,03 Teile "Phosphorsäure zugesetzt und die Mischung wurde unter Rühren auf 27O0O erhitzt.flach 30 Minuten unter Atmosphärendruck, 30 Minuten unter etwa 20 mm Hg und .9,0 Minuten unter etwa 0,1 mm Hg wurde die Polykondensationsreaktion beendet;· Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in Tabelle I gezeigt, · klav was each charged with 120 parts of terephthalic acid and various amounts of ethylene glycol, as shown in Table 1. The air in the system was replaced by nitrogen gas, which was kept closed until the overpressure reached 2.2 kg / cm the mixture was heated under Hühren to 240 0 C. The internal pressure, which rose together with the increase in temperature, was set to a constant value by means of a valve opening. The water formed by the reaction was sequentially removed from the system through the distillation column. When the water had been distilled off, the pressure was reduced to 1.0 kg / cm and the reaction was continued for 20 minutes Parts of "phosphoric acid were added and the mixture was heated to 270 0 O with stirring. The polycondensation reaction was terminated flat for 30 minutes under atmospheric pressure, 30 minutes under about 20 mm Hg and .9.0 minutes under about 0.1 mm Hg; The results of these studies are shown in Table I,

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Tabelle ITable I.

Versuch Menge an
Hr. Äthylenglykol
(Teile)
Try amount of
Mr. Ethylene glycol
(Parts)

Molareβ VerhältnisMolar ratio

Benötigte Zeit- Gmndmolare Erweichungs- FarbeTime required - Gmndmolare softening color

spanne für die Vi sko si ta" ta zähl punkt (°CTspan for the Vi sko si ta "ta counting point (° CT

Veresterungsreaktion , (min)Esterification reaction, (min)

O
(O
CO
OO
O
(O
CO
OO

1
2
3
4
.5
6
7
1
2
3
4th
.5
6th
7th

58,2
67,2
80,7
89,6
58.2
67.2
80.7
89.6

135135

179179

448448

1,3 1,5 1,8 2,0 3,0 4,0 10,0 185 175 150 150 150 150 1001.3 1.5 1.8 2.0 3.0 4.0 10.0 185 175 150 150 150 150 100

0,720.72 259,9259.9 IIIIII 0,750.75 259,5259.5 IIII 0,730.73 258,9258.9 IIII 0,760.76 257,2257.2 IIIIII 0,780.78 253,0253.0 IIIIII 0,720.72 251,5251.5 IIIIII 0,760.76 234,7234.7 IVIV

cncn

■ο co■ ο co

CDCD

Abbildung 1 zeigt die Ergebnisse gemäß Beispiel 1 im Kurvenzug a; daraus geht hervor, daß mit "'Verringerung-■ der ver-' wendeten- Menge, an Äthylenglykol der Erweichungspunkt beträchtlich ansteigt und daß im Bereich eines Molverhältnisses von ■ Äthylenglykol zu Terephthalsäure unterhalb von 2,0 der Anstieg langsam wird. ------ Figure 1 shows the results according to Example 1 in curve a; it shows that increases considerably with "'Verringerung- ■ the comparable' wendeten- amount of ethylene glycol, the softening point and that is slow in the area of a molar ratio of ethylene glycol to terephthalic acid ■ below 2.0 the increase. ---- -

Da eine Terephthalsäure bei der direkten Veresterungsmethode nur gering in einem Alkylenglykol löslich ist, dachte man bisher, daJ3 bei der direkten Veresterungsmethode natürlich ein größerer Überschuß an Alkylenglykol angewendet werden sollte als bei der Esteraustaüschmethode.Since a terephthalic acid is only slightly soluble in an alkylene glycol in the direct esterification method, thought it has hitherto been known that with the direct esterification method, of course a larger excess of alkylene glycol should be used than with the ester exchange method.

Gemäß den Untersuchungen der Erfinder wurde jedoch im Gegensatz zu der bisher üblichen Ansicht und entsprechend der vorstehenden Tabelle I gefunden, daß bei dem direkten Veresterungsverfahren, selbst wenn eine geringe Menge, nämlich 1-2 Mole, Alkylenglykol pro 1 Mol Terephthalsäure umgesetzt werden, bei Einhaltung einer Temperatur von wenigstens 2100C üie Veresterungsreaktion glatt abläuft; gleichzeitig wird ein Polyester mit ungewöhnlich hohem Erweichungspunkt erhalten, die Bildung von Nebenprodukten, welche eine Störung des Kristallzustandes des Polymerisats bewirken, wird bemerkenswert verringert.According to the inventors' studies, however, contrary to the conventional view and as shown in Table I above, it has been found that in the direct esterification process, even if a small amount, namely 1-2 moles, alkylene glycol is reacted per 1 mole of terephthalic acid, if adhered a temperature of at least 210 0 C üie esterification reaction proceeds smoothly; at the same time, a polyester having an unusually high softening point is obtained, and the formation of by-products which cause disruption of the crystal state of the polymer is remarkably reduced.

Es ist klar, daß dieses Verfahren einen Vorzug hat, indem nur eine geringe Menge des bei der Reaktion verwendeten Alkylenglykols benötigt v/ird. Die theoretische Menge an Alkylenglykol, die zur Bildung von hochmolekularen linearen PoIy-It is clear that this method has a merit by only a small amount of the alkylene glycol used in the reaction needed v / ird. The theoretical amount of alkylene glycol, the formation of high molecular weight linear poly-

90 3 δ 8 6/154590 3 δ 8 6/1545

estern notwendig ist, ist in Molen gerechnet gleich der • Menge an Terephthalsäure; was über diese Menge' hinaus zugesetzt, ist, wird bei dem Polykondensationsvorgang der zweiten Stufe abdestilliert und zurückgewonnen; das wiedergewonnene Alkylenglykol muß zum Zwecke einer Yfiederverwendung einer Reinigungsstufe unterzogen werden. Demgemäß ist die Verringerung der Menge an Alkylenglykol, die für die direkte Veresterungsreaktion benötigt wird, sehr günstig unter dem Gesichtspunkt einer Senkung der Herstellungskosten.:estern is necessary, is calculated in moles equal to the • amount of terephthalic acid; what is added beyond this amount, is, is distilled off and recovered in the polycondensation process of the second stage; the regained Alkylene glycol must be used for the purpose of further use be subjected to a cleaning stage. Accordingly, the reduction in the amount of alkylene glycol required for the direct esterification reaction is required, very favorable from the viewpoint of lowering manufacturing costs .:

Ein weiterer, aus Beispiel 1 hervorgehender Vorteil der Erfindung liegt darin, daß selbst bei Verringerung der Menge an Ä'thylenglykol die für die Veresterungsreaktion * erforderliche Zeitdauer sich nicht sehr stark ändert; tatsächlich läuft die Veresterung in der gleichen Zeit vollständig ab, selbst wenn die Menge an Äthylenglykol pro 1 Mol Terephthalsäure von 4 Molen auf 1,8 Mole verringert wirdoAnother, emerging from Example 1 advantage of the invention is that even when reducing the Amount of ethylene glycol the time required for the esterification reaction * does not change very much; In fact the esterification takes place completely in the same time, even if the amount of ethylene glycol per 1 mole of terephthalic acid is reduced from 4 moles to 1.8 moles o

Obwohl nach bisherigen Kenntnissen eine große Änderung der Reaktionszeit bei einer geringen Änderung der Menge des Glykols zu erwarten war, ist innerhalb des erfindungsgemäß . angewendeten Bereiches der sehr kleinen G-lykolmenge entgegen allen Erwartungen eine solche Tendenz überhaupt nicht beobachtet worden«Although, according to previous knowledge, a large change in the response time with a small change in the amount of Glycol would be expected is within the scope of the present invention. applied range of the very small amount of glycol to all expectations such a tendency has not been observed at all "

Der Grund, warum die Temperatur der Veresterungsreaktion im Verfahren der Erfindung auf 210° - 2900O und insfee- The reason why the temperature of the esterification reaction in the process of the invention to 210 ° - 290 0 O and insfee-

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- ίο -- ίο -

sondere auf 220° - 26O0C begrenzt ist, liegt darin, daß' bei einer Temperatur unterhalb 21O0C eine lange Zeitspanne für die Vervollständigung der Veresterungsreaktion notwendig ist und die industrielle Ausführung der Erfindung schwierig wird. Wenn dagegen die Temperatur 29O0C überschreitet, sind die erhaltenen Polyester durch thermische Zersetzung von Alkylenglykol gefärbt.is particularly limited to 220 ° -26O 0 C, is that 'at a temperature below 210 0 C a long period of time is necessary for the completion of the esterification reaction and the industrial implementation of the invention is difficult. In contrast, when the temperature exceeds 29o C 0, the polyester obtained are colored by thermal decomposition of alkylene glycol.

Gemäß der Erfindung wurde weiterhin gefunden, daß es bei der geschilderten Umsetzung von 1 - 2 Molen Alkylenglykol pro 1 Mol Terephthalsäure bei einer Temperatur von 210° - 29O0C durch Zusatz gewisser Arten von Metallen oder Metallverbindungen möglich wird, die Menge der bei der in erster Stufe durchgeführten Veresterungsreaktion gebildeten Nebenprodukte zu verringern. Demgemäß können in diesem Pail Polyester mit außerordentlich hohen Erweichungspunkten erhalten werden, ohne daß eine Reinigung der ersten Veresterungsprodukte erforderlich ist„ Tatsächlich stehen die so erhaltenen Polyester hinsichtlich der Erweichungspunkte keineswegs den Produkten nach, wie sie nach dem herkömmlichen Esteraustauschverfahren erhalten werden; sie sind auch ganz hervorragend hinsichtlich der Farbe.According to the invention it was also found that it is possible in the described reaction of 1-2 moles of alkylene glycol per 1 mole of terephthalic acid at a temperature of 210 ° -29O 0 C by adding certain types of metals or metal compounds, the amount of the in first stage carried out esterification reaction to reduce by-products formed. Accordingly, polyesters with extremely high softening points can be obtained in this Pail without the need to purify the first esterification products. they are also quite excellent in terms of color.

Als solche, gemäß der Erfindung verwendeten Metalle oder Metallverbindungen selen genannt: die Metalle Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Gaesium, Magnesium, Calcium, Strontium und Barium; Oxyde, Alkoholate, Hydride, Salze anorganischer Säuren wie Halogenide, Carbonate, Arsenate,As such, metals or metal compounds used according to the invention are called selenium: the metals lithium, sodium, potassium, rubidium, gaesium, magnesium, calcium, strontium and barium; Oxides, alcoholates, hydrides, salts of inorganic acids such as halides, carbonates, arsenates,

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Antimonate,,,. Acuminate, Borate usw«,, Salze organischer, aliphatiaoher oder aromatischer Säuren wie Acetate, Oxalate, Benzoate, Terephthalate, usw., und Chelatverbindungen, gebildet durch Reaktion mit Acetylaceton, Salicylaldehyd uswo sowohl eines der genannten Metalle als auch -zon Zink, Blei, Kobalt und Manganο Der Grund,.warum diese metallischen Verbindungen die Reaktion wirksam beeinflussen, wird in der Wirkung der Metalle dieser Metallverbindungen gesehen;'es können daher beliebige Verbindungen verwendet werden, ausgenommen solche, deren mit Metallen verbundene Anionen einen ungünstigen Einfluß auf die Reaktion ausüben, wie etwa die SulfatecAntimonates ,,,. Acuminates, borates, etc., salts of organic, aliphatic or aromatic acids such as acetates, oxalates, benzoates, terephthalates, etc., and chelate compounds formed by reaction with acetylacetone, salicylaldehyde, etc. , both one of the metals mentioned and zinc, lead Cobalt and Manganese The reason why these metallic compounds influence the reaction effectively is seen in the effect of the metals of these metallic compounds; any compounds can therefore be used, except those whose anions associated with metals have an unfavorable influence on the reaction exercise, such as the Sulfatec

Bisher sind als Katalysatoren für die direkte Veresterung Chlorwasserstoff, p-Toluolsulfonsäure und Kampfersulfonsäure vorgeschlagen worden. Die Verwendung dieser Verbindungen ist jedoch im Hinblick auf die Farbe und den Erweichungspunkt der erhaltenen Polykondensate unerwünscht«So far, the catalysts for the direct esterification have been hydrogen chloride, p-toluenesulfonic acid and camphor sulfonic acid has been proposed. The use of these compounds is, however, in terms of color and color Softening point of the polycondensates obtained is undesirable «

Obwohl Schwefelsäure oder Sulfate häufig die Geschwindig eit der Veresterung niedermolekularer Stoffe beschleunigen, haben sie den Nachteil, die Farbe zu verschlechtern und den Erweichungspunkt eines polykondensats merklich zu verringerncAlthough sulfuric acid or sulphates often the speed accelerate the esterification of low molecular weight substances, they have the disadvantage of deteriorating the color and noticeably increasing the softening point of a polycondensate decrease c

Wie eindeutig im Beispiel 3 gezeigt ist, wirken die genannten Metalle oder metallischen Verbindungen als Hemmstoffe oder Inhibitoren für die auf Alkylenglykol zurückzuführenden Seitenreaktionen, insbesondere hinsichtlich derAs clearly shown in Example 3, they work metals or metallic compounds mentioned as inhibitors or inhibitors for those to be attributed to alkylene glycol Side reactions, especially with regard to the

9 0 9 8 8 6/15459 0 9 8 8 6/1545

BAD 0R16lNAL BATHROOM 0R16 INAL

Ausbildung.von Ätherbindungen, und verbessern hierdurch die Farbe und den Kristallisationszustand des erhaltenen Polykondensate; sie wirken dagegen kaum als Veresterungskatalysatoren. ° , -Formation of ether bonds, and thereby improve the color and the crystallization state of the polycondensate obtained; on the other hand, they hardly act as esterification catalysts. ° , -

Die zu verwendende geeignete Menge dieser Hemmstoffe pro Gewichtsanteil Terephthalsäure oder pro Gewichtsanteilen an Terephthalsäure und einer anderen difunktionellen Säure beträgt bei Alkali- und Erdalkalimetallverbindungen 0,001 0,5 Gew.$-, bei Zinkverbindungen 0,001 - 0,2 Gew.$, bei Bleiverbindungen 0,001-0,04 Gew.^, bei Manganverbindungen 0,001 - 0,5 Gew.jS. und bei Kobaltverbindungen 0,001 - 0,1 Gew. c/o. Der Grund, warum die Menge der als Seitenreaktion Inhibitoren zuzusetzenden Verbindungen je' nach ihrer Art verschieden ist, liegt darin, daß diese Metallverbindungen unter den Bedingungen' der drastischen Veresterung entsprechend dem Verfahren gemäß der Erfindung infolge chemischer Änderungen niederschlage abscheiden,, Wenn beispielsweise wenigstens 0,05 $ Bleiacetat verwendet wird, erzeugt das eine undurchsichtige Trübung des Polykondensate. Diese Erscheinung veranschaulicht den großen Unterschied gegenüber den Fällen, wo solche Verbindungen bei der Herstellung von Polyestern nach -c dem Esteraustauschverfahren als Esteraustausch-Katalysatoren zugesetzt werden,■Beispielsweise-beschreibt die amerikanische Patentschrift 2 641 59-2, daß vorteilhaft bis zu 0,15 Gew.$ Kobaltacetat pro Dimethylterephthalat verwendet werden können; bei dem direkten Veresterungsverfahren gemäß der Er-The suitable amount of these inhibitors to be used per part by weight of terephthalic acid or per part by weight of terephthalic acid and another bifunctional acid is 0.001 - 0.5% by weight for alkali and alkaline earth metal compounds, $ 0.001 - 0.2% by weight for zinc compounds and $ 0.001 for lead compounds. 0.04% by weight, for manganese compounds 0.001 - 0.5% by weight. and for cobalt compounds 0.001-0.1 wt. c / o. The reason why the amount of the compounds to be added as a side reaction inhibitors is different depending on their type is that these metal compounds precipitate under the conditions of drastic esterification according to the method according to the invention as a result of chemical changes, if, for example, at least 0 , 05 $ lead acetate is used, this creates an opaque clouding of the polycondensate. This phenomenon illustrates the great difference compared to the cases where such compounds are added as ester exchange catalysts in the production of polyesters according to -c the ester interchange process. For example, the American patent specification 2,641,59-2 describes that advantageously up to 0.15 % By weight of cobalt acetate per dimethyl terephthalate can be used; in the direct esterification process according to the

9OSü86/15 459OSü86 / 15 45

findung ist jedoch die Verwendung einer so großen Menge « von Kobaltacetat unerwünscht, da sie während des Ablaufs der Veresterungsreaktion zur Abscheidung einer auffallenden Menge eines tiefgrauen Niederschlags führt.however, finding is the use of such a large amount «Of cobalt acetate undesirable, as it is during the course of the esterification reaction to the deposition of a conspicuous Amount of a deep gray precipitate.

Wenn die Veresterungsprodukte der ersten Stufe einer Polykondensation als zweiter Stufe gemäß der Erfindung unterworfen werden, ist es möglich, Verbindungen von Antimon, Germanium, Titan, Aluminium, Silizium usw., die als PoIykondensationskatalysatoren bekannt sind, zuzusetzen; weiter können Phosphorverbindungen, die als Farbstabilisiermittel bekannt sind, zusammen zugefügt werden»If the esterification products of the first stage a Polycondensation are subjected to the second stage according to the invention, it is possible to use compounds of antimony, Germanium, titanium, aluminum, silicon, etc., which are used as polycondensation catalysts are known to add; Furthermore, phosphorus compounds can be used as color stabilizers are known to be added together »

Auch können im Verfahren der Erfindung zum Zwecke einer qualitätsmäßigen Abwandlung der erhaltenen hochmolekularen linearen Polyester bis zu 10 Mol.<?>> der Terephthalsäure durch andere aromatische und aliphatische difunktionelle Säuren einschließlich dibasischer Säure als auch Oxycarbonsäuren ersetzt werden.Beispielsweise können bis zu 10 Mol$ Terephthalsäure ersetzt werden durch eine aliphatische dibasisohe Säure wie Oxalsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Hexahydroterephthalsäure usw0 durch eine aromatische dibasische Säure wie Isophthalsäure, Kaphthalindicarbonsäure, Sulfonyldibenzoesäure, Diphensäure, Diphenoxyäthan-p,ρ'-dicarbonsäure, 5~Phenoxyäthoxy-isophthalsäure, 5-Phenoxyisophthalsäure, 5-Lauryloxyisophthalsäure, Alkyl-diphenylphosphinat-p,p1-dicarbonsäure, 5-(Natrium-sulfο)-isophthalsäure usv7„ oder durch eine aromatische Oxysäure wie p-Hydroxyben-In the process of the invention, for the purpose of a quality modification of the high molecular weight linear polyesters obtained, up to 10 mol. <? >> of terephthalic acid can be replaced by other aromatic and aliphatic difunctional acids including dibasic acid and also oxycarboxylic acids. For example, up to 10 mol Terephthalic acid can be replaced by an aliphatic dibasic acid such as oxalic acid, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, hexahydroterephthalic acid, etc. 0 by an aromatic dibasic acid such as isophthalic acid, kaphthalenedicarboxylic acid, sulfonyldibenzoic acid, 5-dibenzoic acid, -diphenoxy-5-phenoxyethoxy acid, p-phenoxyethoxy-5-phenoxy-5-phenoxyethoxy acid -Phenoxyisophthalic acid, 5-lauryloxyisophthalic acid, alkyl-diphenylphosphinate-p, p 1 -dicarboxylic acid, 5- (sodium sulfo) -isophthalic acid, etc. "or by an aromatic oxy acid such as p-hydroxyben-

9 0 988 6/1 SUB "9 0 988 6/1 SUB "

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

zoesäure und p-(ß-Hydroxyäth'oxyv)-benzoesäure.zoic acid and p- (ß-hydroxyeth'oxyv) benzoic acid.

Zur Hauptsache werden ein Alkylenglykol wie Äthylenglykol, Trimethylenglykol, Tetramethylenglykol, Hexamethylenglykol und Decamethylenglykol oder Mischungen dieser Verbindungen als zweiwertiger Alkohol im Verfahren der Erfindung verwendet; jedoch können bis zu 10 Mol..$ des zweiwertigen Alkohols ersetzt werden durch andere Dioxyverbindungen wie 1,4-Cyclohexandimethanol, 2,2,4,4-Tetramethyl-eyclobutan· diol-(l,3), l,4-bis-((3-Hydroxyäthoxy)-benzol usw. Auch ist es möglich, durch das gleiche direkte Veresterungs-verfahren hochmolekulare lineare Polyester herzustellen, deren gesamter Alkylenglykolanteil durch eine von Alkylenglykol verschiedene Dioxyverbindung ersetzt ist.The main thing is an alkylene glycol such as ethylene glycol, trimethylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol and decamethylene glycol or mixtures of these compounds as the dihydric alcohol in the process of the invention used; however, up to 10 moles .. $ of the divalent Alcohol can be replaced by other dioxy compounds such as 1,4-cyclohexanedimethanol, 2,2,4,4-tetramethyl-eyclobutane diol- (l, 3), l, 4-bis - ((3-hydroxyethoxy) benzene etc. Also is it is possible to use the same direct esterification process to produce high molecular weight linear polyesters, all of them Alkylene glycol is replaced by a different from alkylene glycol dioxy compound.

nachfolgend wird das Verfahren der Erfindung anhand von Beispielen weiter erläutert, die Erfindung ist jedoch keineswegs auf diese Ausführungsformen beschränkt,,In the following, the method of the invention is further illustrated by means of examples, but the invention is in no way limited to these embodiments,

Beispiel 2 ' Example 2 '

In diesem Beispiel wurde Calciumacetat als Inhibitor für Seitenreaktionen verwendet; es wurde die Änderung des Erweichungspunktes untersucht, wenn das molare Verhältnis von Äthylenglykol zu Terephthalsäure schrittweise geändert wurde, wie das in Tabelle II gezeigt ist; die Ergebnisse sind in der gleichen Tabelle zusammengestellt. In diesem Beispiel wurde die gleiche Veresterung und die gleiche Polykondensation wie in Beispiel 1 durchgeführt mit der Ausnahme, daß 0,06 Teile Calciumacetat-Monohydrat vor der in erster Stufe erfolgenden Veresterungsreaktion zugesetzt wurden.In this example calcium acetate was used as an inhibitor for Side reactions used; the change in the softening point when the molar ratio of Ethylene glycol was gradually changed to terephthalic acid as shown in Table II; the results are compiled in the same table. In this example the same esterification and the same polycondensation took place carried out as in Example 1 with the exception that 0.06 part of calcium acetate monohydrate was added prior to the first stage esterification reaction.

90 9886/15 4590 9886/15 45

Tabelle IITable II

Versuchattempt

Hr.Mr.

Menge an · Äthylenglykol t Seile)Amount of ethylene glycol t ropes)

Holares ■VerhältnisHolares ■ relationship

Benötigte Zeit-Spanne für die Veresterungsreaktion Time span required for the esterification reaction

(min)(min)

Grundmolare Erweichungs-Viskositätszahl punkt (0C)Base molar softening viscosity number point ( 0 C)

Farbecolour

58,2
67,2
71,7
80,7
89,6
58.2
67.2
71.7
80.7
89.6

155
17-9
269
448
155
17-9
269
448

1,3 1,5 1,61.3 1.5 1.6

1,8 2,0 3,0 4,0 6,0 10,01.8 2.0 3.0 4.0 6.0 10.0

180 170 160 150 150 150 150 120 100180 170 160 150 150 150 150 120 100

0,71
0,71
0,69
0,71
0,67
0,70
Ό, 70
0,74
0,75
0.71
0.71
0.69
0.71
0.67
0.70
Ό, 70
0.74
0.75

261,8261.8

261,9 261,8 261,5 261,0 259,4 258,2 256,0 252,3261.9 261.8 261.5 261.0 259.4 258.2 256.0 252.3

I I I II I I I

I' t II 't I

ί ·ί ·

IIII

CD COCD CO

cncn

Die Ergebnisse von Beispiel 2 sind in dem Kurvenzug b der Abbildung 1 veranschaulicht, in der früher bereits die Ergebnisse des -üeispiels 1 dargestellt worden waren. Wie aus dem Kurvenzug b der Abbildung 1 hervorgeht, stieg in diesem Falle, genau wie in Beispiel 1, ebenfalls in Verbindung mit abnehmendem molarem Verhältnis von Athylenglykol zu Terephthalsäure der Erweichungspunkt an und wenn das molare Verhältnis von Athylenglykol zu Terephthalsäure auf weniger als 2,0 verringert wurde, erreichte der Erweichungspunkt seine höchste Lage. Weiter verdient die Tatsache Beachtung, daß von den Erweichungspunkten bei jeweils gleichem molaren Verhältnis der unter Zusatz eines Hemmstoffes erzielte Erweichungspunkt durchweg hoher liegt als der ohne Zusatz erreich,-te Erweichungspunkt.The results of Example 2 are illustrated in curve b of Figure 1, in which the earlier Results of Example 1 had been shown. How out the curve b of Figure 1 can be seen, rose in this case, exactly as in Example 1, also in connection with decreasing molar ratio of ethylene glycol to terephthalic acid the softening point at and when the molar ratio was decreased from ethylene glycol to terephthalic acid to less than 2.0, the softening point reached its highest position. The fact that the softening points are each with the same molar value deserves attention Ratio of the softening point achieved with the addition of an inhibitor is consistently higher than that achieved without addition, -te Softening point.

Aus dem Vergleich der Beispiele I und 2 ist auch klar zu ersehen, daß durch den Zusatz eines Seitenreaktion-Inhibitors eine bemerkenswerte Verbesserung der Farbe des erhaltenen Polyesters erzielt wird« ■From the comparison of Examples I and 2 it is also clear to see that the addition of a side reaction inhibitor resulted in a remarkable improvement in the color of the resulting Polyester is achieved «■

In den Beispielen ist der durch römische Zahlen in der Kolonne "Farbe" bezeichnete Färbungsgrad der Wert "b" nach HUlTTER, gemessen mit dem Farb-Differenz-Messer, und wie folgt eingeteilt:In the examples, the degree of coloration indicated by Roman numerals in the "Color" column is the value "b" according to HUlTTER, measured with the color difference meter, and classified as follows:

I b<2,0I b <2.0

: 3,o ·: 3, o

' 4,0'4.0

IIII 22 ,0 <: , 0 <: bb IIIIII 33 bb IVIV 44th bb

903886/1545 BAD Oft/G,WAL 903886/1545 BAD Oft / G , WAL

Das bo erhaltene Polykondensat von wasserheller iarbe 'mit einem %weichun:gspunkt von etwa 2620G Ist nicht besser und nicht schlechter als ein Polykondensat, das nach dem Esteraustausehverfahren hergestellt ist« Vom industriellen Standpunkt bedeutet diese Tatsache in Verbindung-mit der Tatsache, daß die Menge an erforderlichem Glykol geringer ist als bei dem Esteraustauschverfahren, daß es gemäß der Erfindung gelungen Ist, das direkte Veresterungsverfahren dem Esteraustauschverfahren tiberlegen zu machen.The bo obtained polycondensate of water brighter iarbe 'with a% Weichun: gspunkt of about 262 0 G is no better or worse than a polycondensate which is prepared by the Esteraustausehverfahren "From an industrial point of view, this fact means in conjunction-with the fact that the amount of glycol required is less than in the ester interchange process that, according to the invention, it has been possible to make the direct esterification process superior to the ester interchange process.

Me folgenden Beispiele aeigen die entstehenden Polykondensate, wie sie bei Zusatz verschiedener Hilfsstoffe als Seitenreaktion·-Inhibitoren erhalten werden.The following examples show the resulting polycondensates, as they do with the addition of various auxiliaries as side reaction inhibitors.

Beispiel 5Example 5

Die in erster Stufe hergestellten Veresterungsprodukte werden nach der gleichen Arbeitsweise wie in Beispiel 1 erhalten mit der Ausnahme, daß 400 Teile Terephthalsäure und verschiedene Mengen an Ithylenglykol und ein Seitenreaktion-Inhibitor gemäß der Tabelle III verwendet wurden. Zu jedem dieser ,Produkte wurden 0,13 Teile Antimontrioxydund. 0,25 Teile Triphenylphosphit zugesetzt, jede Mischung wurde nach der gleichen Arbeitsweise wie in Beispiel 1 der Polykondensation unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle III dargelegt.The esterification products prepared in the first stage are processed in the same way as in Example 1 obtained except that 400 parts of terephthalic acid and various amounts of ethylene glycol and a side reaction inhibitor according to Table III were used. To each of these, 0.13 parts of antimony trioxide was added. 0.25 part of triphenyl phosphite was added; each mixture was subjected to the same procedure as in Example 1 of the polycondensation subject. The results are presented in Table III.

909886/154909886/154

:.B: .B Versuch
Nr,
attempt
No,
InhibitorInhibitor Zugesetzte
Menge
(Teile)
Added
lot
(Parts)
Tabelle IIITable III Benötigte
Zeitspanne
für die Ver
esterung
(min)
Needed
Period of time
for the Ver
esterification
(min)
G-rundmola-
re Viskosi
tätszahl
G-round mola
re viscose
property number
Erwei
chungs
punkt
(0C)
Expansion
chungs
Point
( 0 C)
3? ar be3? work
D
O
33
Ω
Z
D.
O
33
Ω
Z
' ι
2
3

2
3
Lithiumacetat-
Dihydrat
dtOo
Lithiumcarbonat
Lithium acetate
Dihydrate
dtOo
Lithium carbonate
0,13
0,13
0,09
0.13
0.13
0.09
Molares Ver
hältnis von
lthylengly-
kol zu Tereph-
thalsäre
Molar Ver
ratio of
ethylene glycol
kol to Tereph-
thalsare
125
137
127
125
137
127
0,72
0,73
0,69
0.72
0.73
0.69
258,5
262,0
261,6
258.5
262.0
261.6
HHHHHH
44th LithiumhydroxydLithium hydroxide 0.,030., 03 4,0
1.5
1,8
4.0
1.5
1.8
127127 0,740.74 260,9260.9 II.
55 LithiumfluoridLithium fluoride 0,030.03 1,81.8 131131 0,710.71 261,5261.5 II. coco 6
7
6th
7th
Lithiumhydrid
Rubidiumcarbonat
Lithium hydride
Rubidium carbonate
0,01
0,29
0.01
0.29
1,81.8 131
134
131
134
0,67
0,63
0.67
0.63
261,7
259,6
261.7
259.6
I
II
ι
I.
II
ι
0 9 8 8 60 9 8 8 6 88th OeasiumcarbonatOeasium carbonate 0,390.39 1,8
1,8
1.8
1.8
130130 0,790.79 260,2260.2 I
I
I.
I.
99 NatriumacetatSodium acetate 0,100.10 1,81.8 174174 0,670.67 261,3261.3 II σII σ cncn 1010 KaliumhydroxydPotassium hydroxide 0,130.13 1,31.3 172172 0,670.67 261,5261.5 11 , 11 cncn 1111 Zinkacetat-DihydratZinc acetate dihydrate 0,180.18 1,31.3 146146 0,700.70 256,4256.4 II. 1212th Zinkacetat-DihydratZinc acetate dihydrate 0,180.18 4,04.0 153153 0,680.68 259,8259.8 X ·X · 1,51.5

0303 Versuch
Ur.
attempt
Ur.
Inhibitor Zugesetzte
Henge
(Teile)
Inhibitor added
Henge
(Parts)
0,180.18 Tabelle IIITable III Benötigte
Zeitspanne
f.d. Ver
esterung
(min)
Needed
Period of time
fd Ver
esterification
(min)
Grundmolare
Viskositäts
zahl
Basal molars
Viscosity
number
-Erwei-
chungs-
-Erwei-
ching
Färbe
«
Dye
«
O
Q
O
Q
1313th ZinkboratZinc borate 0,180.18 Molares Ver
hältnis von
Äthylengly-
kol zu Tereph
thalsäure
Molar Ver
ratio of
Ethylene glycol
kol to Tereph
thalic acid
155155 0,720.72 259,2259.2 ι ■ι ■
II. 1414th Zinkbenzoat 'Zinc benzoate ' 0,090.09 1,81.8 153153 0,750.75 259,5259.5 II. ftft 1515th ZinkoxydZinc oxide 0,230.23 1,81.8 148148 0,690.69 258,1258.1 II. 1616 ZinkacetylacetonatZinc acetylacetonate 0,080.08 1,81.8 149149 0,720.72 259,3259.3 II. 1717th BleimetaboratLead metaborate 0,050.05 1,8.1.8. 152152 0,720.72 258,5258.5 I : . ι.I:. ι . co
O
co
O
1818th BleimonoxydLead monoxide 0,050.05 1,8 .1.8. 150150 0,740.74 257,4257.4 I 'I '
cc
nc
cc
nc
1919th dto.dto. 0,29
0,29
0.29
0.29
4,04.0 156156 0,750.75 259,8259.8 I M
VD
IN THE
VD
to
co
to
co

21

21
Kanganacetat-Tetrahy-
drat
dto.
Kangan Acetate Tetrahy
drat
dto.
0,450.45 1,51.5 148
153
148
153
0,64
0,68
0.64
0.68
256,6
260,9
256.6
260.9
I-
I
I
I-
I.
I.
—A
cn
—A
cn
2222nd Manganars enatManganars enate 0,230.23 4,0
1,5
4.0
1.5
156156 0,690.69 259,5259.5 IIII
2323 ManganoxalatManganese oxalate Kobalt-II-Acetat-Tetra-0,15
hydrat
dto«, 0,15
Cobalt II Acetate Tetra 0.15
hydrate
dto «, 0.15
1,81.8 155155 0,710.71 260,8260.8 II.
.* 24
25
. * 24
25th
1,81.8 145
150
145
150
0,69
0,70
0.69
0.70
256,0
259,3
256.0
259.3
I
I
I.
I.
4,0
1,5
4.0
1.5
** 52095209

Versuch
Nr.
attempt
No.
InhibitorInhibitor Zugesetzte
Menge
(Teile)
Added
lot
(Parts)
Tabelle IIITable III Benötigte
Zeitspanne
f.d. Ver
esterung
(min)
Needed
Period of time
fd Ver
esterification
(min)
Grundmolare
Viskositäts
zahl
Basal molars
Viscosity
number
Erwei
chungs
punkt
(0G)
Expansion
chungs
Point
( 0 G)
Farbecolour
2626th fKobalt-II-Acetat-
iTetrahydrat
/ Zinkborat
f cobalt II acetate
iTetrahydrate
/ Zinc borate
0,04
0,18
0.04
0.18
Molares Ver
hältnis von
Äthylengly-
kol zu Tereph
thalsäure
Molar Ver
ratio of
Ethylene glycol
kol to Tereph
thalic acid
155155 0,670.67 259,1259.1 II.
. 27. 27 Kobalt-II-ChloridCobalt II chloride 0,200.20 1,81.8 150150 0,710.71 ' 258,7'258.7 II. 2828 CalciumbenzoatCalcium benzoate 0,400.40 1,81.8 153153 0,710.71 261,7261.7 II. co
.·■-- ο
co
. · ■ - ο
29
30
29
30th
Galciumaluminat
Caleiumantimonat
Calcium aluminate
Caleium antimonate
0,19
0,47
0.19
0.47
1,81.8 157
151
157
151
0,73
0,68
0.73
0.68
261,3
261,7
261.3
261.7
I
II
I.
II
9 8 8 6/9 8 8 6 / 3131 CalciumCalcium 0^0480 ^ 048 1,8
1,8
1.8
1.8
150150 0,650.65 261,9261.9 II.
cncn 3232 \Calciumacetat
JLithiumacetat-
(^Dihydrat
\ Calcium acetate
J lithium acetate
(^ Dihydrate
0,21
0,06
0.21
0.06
1,81.8 139139 0,700.70 262,2262.2 II.
inin 3333 ΛGalciumaoetat
1 Zinkacetat
ΛGalcium acetate
1 zinc acetate
0,21
0,09
0.21
0.09
1,81.8 147147 0,69
0.69
261,3261.3 II.
t
D
O
33
O
t
D.
O
33
O
1,81.8

Tabelle IIITable III

Versuch Nr.Attempt no.

InhibitorInhibitor

ZugesetzteAdded Molares VerMolar Ver BenötigteNeeded Grundmola- .Basic mola. ErweiExpansion Mengelot hältnis vonratio of ZeitspannePeriod of time re Viskosire viscose chungschungs (Teile)(Parts) Äthylengly- .Ethylene glycol. f.d. Ver- ..f.d. Ver .. tät s zahlact s number punktPoint kol zu Terephkol to Tereph esterungesterification thalsäurethalic acid (min)(min)

Farbecolour

CalciumacetatCalcium acetate

0,210.21

1,81.8

149149

0,690.69

260,7260.7

toto BAD OFBAD OF 3535 / Kobalt-II-Acetat-
/ Tetrahydrat
/ Cobalt-II-acetate-
/ Tetrahydrate
0,040.04 1,81.8 153153 0,650.65 260,3260.3 IIII
CO
CO
CO
CO
QQ 3636 StrontiumaeetatStrontium acetate 0,260.26 1,81.8 155155 0,680.68 261,8261.8 II.
3737 Magne siummetaboratMagnesium metaborate 0,300.30 1,81.8 157157 0,640.64 261,7261.7 IIIIII cn
cn
cn
cn
Bariumacetat-Mono-
hydrat
Barium acetate mono-
hydrate
0,200.20

NJ CD CONJ CD CO

cncn

15209/615209/6

Beispiel 4 J Example 4 J

Die Veresterung und die Polykondensation wurden in gleicher Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt; die Menge an Terephthalaäure, die Menge an Äthyl englylcol, die Art der als Abwandlungsmittel verwendeten difunktionellen Säure oder des zweiwertigen Alkohols sowie Art und Menge eines Seitenreaktion-Inhibitors wurden in der in Tabelle IV gezeigten Weise gewählt. Die Eigenschaften der erhaltenen Polykondensate sind in Tabelle IV gezeigt»The esterification and the polycondensation were carried out in the same way as in Example 1; the amount of terephthalic acid, the amount of ethyl englylcol, the type the difunctional acid used as modifier or the dihydric alcohol and the type and amount of a side reaction inhibitor were specified in the table IV chosen way. The properties of the obtained Polycondensates are shown in Table IV »

909886/1545909886/1545

Tabelle IVTable IV

Versuch Terephthal- Äthylen- Abwandlungs- Inhibitor Nr. säure(Teile) glykol mittel (Teile) (Teile)Try terephthalic ethylene modification inhibitor No. acid (parts) glycol medium (parts) (parts)

(Teile) Zeitspan- Grundmo- Erwei- Farbe ne f.d.Ver- lare Vis·*- chungs-· esterung, .kosltäts- punkt (min) ; zahl ^ (0C)(Parts) Zeitspan- basic mo- widening color ne fdVer- lare vis · * - ches- · esterification, .kosltäts- point (min); number ^ ( 0 C)

CD O CCCD O CC

11 361361 270270 Is ophthals äure
38,6
Is ophthalic acid
38.6
Manganacetat
0,29
Manganese acetate
0.29
Zinkcarbonat
0,35
Zinc carbonate
0.35
148148
22 259259 , 270, 270 Sebacinsäure
' 48,2
Sebacic acid
'48.2
basoZinkcarbo-
nat-Tetrahy-
drat
0,35
baso zinc carbon
nat-tetrahy-
drat
0.35
152152
33 400400 255255 Tetramethy-
lenglykol
21,7
Tetramethyl
lenglycol
21.7
Calciumacetat
0,21
Calcium acetate
0.21
145145
44th 400400 270270 1,4-Bis(hydroxy-Calciumacetat
äthoxy)benzol 0,21
24,1
1,4-bis (hydroxy calcium acetate
ethoxy) benzene 0.21
24.1
150150
55 400400 270270 P-(ß-Eyäroxy-
äthoxy)benzoe
säure
P- (ß-eyaroxy-
ethoxy) benzoin
acid
150150

388388

400400

270270

270270

19,519.5

5-Benzyloxy- Lithiumacetatisophthalsäure Dihydrat5-benzyloxy-lithium acetate isophthalic acid Dihydrate

19,519.5

135135

Di-(ß-hydroxyäthyl) Zinkacetat 147Di- (ß-hydroxyethyl) zinc acetate 147

-phenoxyäthylphos- 0,18-phenoxyethylphos- 0.18

phonatphonate

21,7 235,3 I21.7 235.3 I.

0,65 234,5 I0.65 234.5 I.

>,70 242,:>, 70 242 ,:

1,68 248,2 I1.68 248.2 I.

0,65 246,9 I0.65 246.9 I.

0,62 252,6 II0.62 252.6 II

0,67 250,3 I0.67 250.3 I.

Beispiel 5Example 5

120 Teile Terephthalsäure, 156 Teile 1,4-Oyclohexan-Dimethanol (etwa 65$ Trans) und 0,027 Teile Lithiümcarbonat wurden bei einer Temperatur von 24-CP — 250 C in einem mit einer Destillationskolonne ausgestatteten Autoklav unter Rührung zur Reaktion gebracht, der Druck wurde in gleicher Arbeitsweise wie in Beispiel 1 bei etwa 4,5 kg/cm (Überdruck) gehaltene Nach 90 Minuten hörte die Destillation des Wassers auf. Das Reaktionsgemisch wurde in einen Polykondensations-Autoklaven übergeführt und mit 0,06 Teilen Tetraisopropyltitanat versetzt. Die Temperatur wurde auf etwa 27O0O gesteigert und das überschüssige Glykol wurde ausgetrieben. Das Reaktionsgemisch wurde dann dem gleichen Unterdruck wie in Beispiel 1 ausgesetzt und die Temperatur wurde über eine Spanne von 1,5 Stunden auf 300 C gesteigert. Das so erhaltene l'olykondensat hatte einen Erweichungspunkt von 285°C und eine blaßweisse Farbe -(HUIiEBR'.S b betrug 2,2).120 parts of terephthalic acid, 156 parts of 1,4-cyclohexane-dimethanol (about 65 $ Trans) and 0.027 parts of lithium carbonate were reacted with stirring at a temperature of 24-CP-250 ° C. in an autoclave equipped with a distillation column, the pressure was reduced maintained in the same procedure as in Example 1 at about 4.5 kg / cm (overpressure). After 90 minutes, the distillation of the water ceased. The reaction mixture was transferred to a polycondensation autoclave and 0.06 part of tetraisopropyl titanate was added. The temperature was increased to about 27O 0 O, and the excess glycol has been expelled. The reaction mixture was then subjected to the same negative pressure as in Example 1 and the temperature was increased to 300 ° C. over a period of 1.5 hours. The l'olycondensate obtained in this way had a softening point of 285 ° C. and a pale white color - (HUIiEBR'.S b was 2.2).

Da eine Terephthalsäure in einem Alkylenglykol schwach löslich ist, wurde bisher für die direkte Veresterungsmethode angenommen, daß bei dieser notwendig eine überschüssige Menge an Alkylenglykol im Vergleich zu der Esteraustauschmethode verwendet werden müsse; ale Folge der während der Reaktion gebildeten Seitenreaktionsprodukte eines Alkylenglykols hatte weiterhin das durch die direkte Veresterungsmethode erhaltene Polykondensat, im Vergleich zum Produkt der Esteraustauschmethode, gewöhnlich einen gestörten Kri-Since a terephthalic acid is sparingly soluble in an alkylene glycol, the direct esterification method has hitherto been used assumed that in this case an excess is necessary Amount of alkylene glycol to be used compared to the ester interchange method; ale consequence of during the Side reaction products of an alkylene glycol formed in the reaction continued to have the polycondensate obtained by the direct esterification method compared to the product the ester interchange method, usually a disturbed crisis

903886/1545 ßAn 903886/1545 ßAn

SADSAD

- 25 -ν- 25 -ν

.stallisationszustand und zeigte einen niedrigen Erweichungspunkt. Trotz seiner Eigenschaft als theoretisch vorzuziehendes Verfahren war daher das direkte Veresterungsverfahren ungeeignet zur praktischen Herstellung der Polyester mit hohen Erweichungspunkten. Demgemäß war zum Zwecke einer Verbesserung des Erv/eichungspunktes eines nach dem direkten Veresterungsverfahren erhaltenen Polyesters.bisher, beispielsweise in den amerikanischen Patentschriften 2 877 262 und 2 855 432, ein ^erfahren vorgeschlagen worden, nach dem 1 Mol Terephthalsäure mit wenigstens 4 Molen und insbesondere 9 - 10 Molen Äthylenglykol unter Druck zur Reaktion gebracht wird; hierbei wird in der ersten Stufe ein Veresterungsprodukt erzeugt, dessen Hauptbestandteil Bis-((3-hydroxyäthyl).-terephthalat ist; das Produkt wird durch Umkristallisieren unter Verwendung von Wasser gereinigt, um die Seitenreaktionsprodukte zu entfernen; danach wird das gereinigte Veresterungsprodukt in zweiter Stufe der Polykondensation unterworfen; in dieser Weise wird ein Polyester mit einem hohen Erweichungspunkt erhalten. Da bei dem vorstehend geschilderten verfahren eine große Menge xlthylenglykol, welches erheblich teurer ist als Methanol, verwendet werden muß und darüber hinaus das in erster Stufe bei der Veresterung erhaltene Bis-(ß-hydroxyäthyl)-terephthalat bei einer Erhitzung sofort polykondensiert, kann jedoch nach diesem Verfahren die industriell am wirtschaftlichsten arbeitende Reinigungsmethode durch destillation nicht angewendet werden. Demgemäß kann zur.stallized state and showed a low softening point. Therefore, in spite of its property as a theoretically preferable process, the direct esterification process was unsuitable for the practical production of the polyesters having high softening points. Accordingly, for the purpose of improving the softening point of a polyester obtained by the direct esterification process, an experience had previously been proposed, for example in American patents 2,877,262 and 2,855,432, according to which 1 mole of terephthalic acid with at least 4 moles and in particular 9-10 moles of ethylene glycol is reacted under pressure; Here, an esterification product is produced in the first stage, the main component of which is bis ((3-hydroxyethyl) .- terephthalate; the product is purified by recrystallization using water to remove the side reaction products; then the purified esterification product in the second stage subjected to polycondensation; in this way, a polyester is obtained with a high softening point, since in the above-described v experienced a large amount xlthylenglykol, which is considerably more expensive than methanol, must be used and moreover the product obtained in the first stage in the esterification bis. - (ß-hydroxyethyl) -terephthalate polycondenses immediately when heated, but the industrially most economical purification method by distillation cannot be used according to this process

/9.09-886/154 5 ' BAD /9.09-886/154 5 'BAD

Reinigung des Bis-((3-hydroxyäthyl)-terephthalate nur das beschwerliche Umkristallisätionsverfahren benutzt v/erden. Weiterhin wird in diesem Fall, da das Ithylenglykol in Form einer verdünnten wässrigen Lösung erhalten wird, die Wiedergewinnung des Äthylenglyko.ls aus dem Rekristallisationsfiltrat sehr kostspielig» Demgemäß war das direkte Veresterungsverfahren in Verbindung mit dieser Reinigung des in erster Stufe erhaltenen Veresterungsproduktes nicht geeignet, ein dem herkömmlichen Esteraustauschverfahren hinsichtlich der Fertigungskosten überlegenes Verfahren abzugeben.Purification of the bis ((3-hydroxyethyl) terephthalate only the arduous Recrystallization process used. Furthermore, in this case, as the ethylene glycol is in the form a dilute aqueous solution is obtained, the recovery of Äthylenglyko.ls from the recrystallization filtrate very costly »Accordingly, the direct esterification process in connection with this purification of the in The esterification product obtained in the first stage is not suitable for a conventional ester interchange process with respect to process superior to manufacturing costs.

Da jedoch, wie das im Einzelnen beschrieben worden ist, gemäß der Erfindung eine solche Reinigungsstufe vollkommen unnötig ist und darüberhinaus ein wasserheller Polyester mit einem hohen Erweichungspunkt erhalten werden kann, können nun die Vorteile des direkten Veresterungsverfahrens hinreichend zur Geltung kommen.However, since, as has been described in detail, according to the invention, such a purification step is perfect is unnecessary and, moreover, a water-white polyester having a high softening point can be obtained now the advantages of the direct esterification process come into their own.

909886/1545 ^ °R'G'NAL 909886/1545 ^ ° R ' G ' NAL

Claims (2)

Patentansprüche .Claims. 1.) Verfahren zur "erstellung linearer Polyester durch Reaktion eines zweiwertigen Alkohols mit einem Säuret) es tandteil aus der Gruppe von Terephthalsäure und Mischungen von Terephthalsäure mit einer von Terephthalsäure verschiedenen difunktionellen Säure, in denen die difunktiorielle Säure in. einer Menge von weniger als 10 Mol.$ des gesamten Säurebestandteils enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei einer Temperatur zwischen 210° und 290 C durchgeführt wird und daß der zweiwertige Alkohol mit dem Säurebestandteil in einem Verhältnis von 1 - 2 Molen Alkohol zu 1 Mol Säurebestandteil zur Reaktion gebracht wird.1.) Process for the production of linear polyesters Reaction of a dihydric alcohol with an acid component from the group of terephthalic acid and mixtures of Terephthalic acid with any other than terephthalic acid difunctional acid, in which the difunctional acid in. an amount less than 10 moles of the total acid component is contained, characterized in that the reaction is carried out at a temperature between 210 ° and 290 ° C and that the dihydric alcohol with the acid component in a ratio of 1 - 2 moles of alcohol 1 mole of acid component is reacted. 2.) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion zwischen zweiwertigem Alkohol und Säurebestandteil in Gegenwart eines Seitenreaktions'-Inhibitors durchgeführt wird, wobei als Inhibitor ein Stoff aus der Gruppe Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Caesium, Magnesium, Calcium und Barium«, den Oxyden Alkoholaten, Hydriden, organischen und anorganischen Salzen sowohl dieser Metalle als auch von Zink, Blei, Kobalt und Mangan sowie Komplexsalzen· der Metalle verwendet wird.2.) Method according to claim 1, characterized in that that the reaction between dihydric alcohol and acid component in the presence of a side reaction inhibitor is carried out, with a substance from the Group lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium and barium «, the oxides, alcoholates, hydrides, organic and inorganic salts of these metals as well as of zinc, lead, cobalt and manganese as well as complex salts of metals is used. L e e r s e i t eL e r s e i t e
DE19611520976 1961-07-21 1961-07-21 METHOD OF MANUFACTURING LINEAR POLYESTER Pending DE1520976B2 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5859173A (en) * 1997-09-11 1999-01-12 Lurgi Zimmer Aktiengesellschaft Process for the production of flame-resistant polyesters

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5859173A (en) * 1997-09-11 1999-01-12 Lurgi Zimmer Aktiengesellschaft Process for the production of flame-resistant polyesters

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