DE1645446A1 - Ionogene Polymerisation von Lactamen - Google Patents

Ionogene Polymerisation von Lactamen

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DE1645446A1 DE19651645446 DE1645446A DE1645446A1 DE 1645446 A1 DE1645446 A1 DE 1645446A1 DE 19651645446 DE19651645446 DE 19651645446 DE 1645446 A DE1645446 A DE 1645446A DE 1645446 A1 DE1645446 A1 DE 1645446A1
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polymerization
lactams
lactam
promoter
mixture
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DE19651645446
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English (en)
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Johannes Van Beveren
Boonstra Harm Jacob
Johannes Van Mourik
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Stamicarbon BV
Original Assignee
Stamicarbon BV
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/08—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino-carboxylic acids
    • C08G69/14—Lactams
    • C08G69/16—Preparatory processes
    • C08G69/18—Anionic polymerisation
    • C08G69/20—Anionic polymerisation characterised by the catalysts used

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Description

Kennzeichen 1698 /^ 1 6 4 5 4 Λ
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! Dr. Expl.
STAMICARBON N.V., HEERLEN (die Niederlande) Ionogene Polymerisation von Lactamen
Die Erfindung bezieht sich auf die ionogene Polymerisation von Lactamen.
Bekanntlich kann die ionogene Polymerisation von Lactamen, welche gewöhnlich mit einer Alkalimetallverbindung als Katalysator durchgeführt wird, durch Zusatz eines Promotors beträchtlich beschleunigt werden. Dabei können als Promotor Stickstoffverbindungen, wie Isocyanate, Carbodiimide, Cyanamide und im allgemeinen Verbindungen mit einem an Carbonyl-, Thiocarbonyl-, Sulfonyl- oder Nitrosogruppen gebundenen, tertiären Stickstoffatom Anwendung finden. Durch den Zusatz dieser Promotoren lässt sich die Polymerisation in kurzer Zeit durchführen bei Temperaturen, die unter dem Schmelzpunkt des Polymeren liegen, so dass aus Lactamen, deren Molekül mindestens 6 Kohlenstoffatome im Ring enthält, ein festes Produkt erhalten werden kann, das die Form des Reaktionsraums, in dem die Polymerisation
t.
durchgeführt wurde, angenommen hat.
Es wurde nunmehr gefunden, dass gute Ergebnisse m einem Polymerisationsvorgang erzielt werden, in dem ein Lactam oder ein Gemisch aus
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Lactamen in Anwesenheit eines Promotors einer ionogenen katalytischen Polymerisation unterzogen wird, wenn 1.3.Diphenyl.l.benzoyloxy.3.oxo.2.azapropen.l als Promotor angewandt wird.
Bei der ionogenen katalytischen Polymerisation von Lactamen wird der Promotor in Kombination mit einem Katalysator angewandt. Bekannte Katalysatoren für diese Polymerisation sind z.B.: Lactammetallverbindungen, welche ein an das Stickstoffatom gebundenes Metallatom enthalten, wie Natriumcaprolactam, und Stoffe, aus denen durch Reaktion mit einem Lactam solche Lactammetallverbindungen entstehen, z.B. Triisopropylaluminium, Diäthylzink und Alkalimetallalkyle, ferner Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und alkalisch reagierende Verbindungen dieser Metalle, wie Hydride, Oxyde, Hydroxyde und Carbonate, sowie Grignard-Verbindungen, wie Alkylmagnesiumbromid und Arylmagnesiumbromid.
Die anzuwendende Katalysatormenge kann innerhalb weiter Grenzen schwanken. Gewöhnlich werden 0,1-3 Mol.%, bezogen auf die zu polymerisierende Menge des Monomeren, angewandt, es kann aber auch mit grösseren Mengen von z.B. 5-10 Mol.% gearbeitet werden.
Auch die anzuwendende Promotormenge kann variiert werden. Finden grosse Mengen, z.B. mehr als 10 Mol.% Anwendung, so wird ein niedrigerer Polymerisationsgrad erreicht als beim Gebrauch geringer Mengen. Gewöhnlich werden 0,05-2 Mol.%, Promotor, bezogen auf das Lactam, benutzt.
Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens lässt sich das Lactam auf einfache Weise mit dem Katalysator und dem Promotor mischen. Vorzugsweise wird das Lactam geschmolzen, der Katalysator in der Schmelze verteilt und das Gemisch auf die Polymerisationstemperatur erhitzt, worauf der Promotor zugesetzt wird.
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Die Temperatur, bei der die Polymerisation durchgeführt wird, kann innerhalb des für die ionogene Polymerisation von Lactamen üblichen Temperaturbereiches von 90-250 C liegen. Vorzugsweise wird eine Anfangstemperatur von 90-150 C angewandt, während, wegen der exothermen Polymerisationsreaktion, die Temperatur während der Reaktion ansteigen kann, meistens aber unterhalb 200-215 C bleibt. Bei diesen Temperaturen ist die Polymerisation gewöhnlich in weniger als einer Stunde, oft in weniger als einer halben Stunde, beendet.
Bei Anwendung einer Temperatur, welche zwischen dem Schmelzpunkt des Monomeren Lactam und dem des zu gewinnenden Polymeren liegt, werden bei der Polymerisation feste'makromolekulare Endprodukte erhalten und zwar als Formgegenstttade, deren Abmessungen denen des Reaktionsraums, in dem die Polymerisation durchgeführt wurde, entsprechen.
Bei der Polymerisation kann von einem omega-Lactam, wie Butyrolactam, Caprolactam, Onantholactam, Caprylolactam, Decyllactam, ündecyllactam oder Laurinolactam ausgegangen werden, es können aber auch Gemische von zwei, drei oder mehr Lactamen polymerisiert werden. Beim Polymerisieren von Gemischen werden Copolyamide erhalten, z.B. Onantholactam-Caprolactam-Laurinolactam-Copolyamid, Laurinolactam-Önantholactam-Copolyamid, Undecyl-1act am-Caprolactam-Copolyamid, Caprolactam-Caprylölact am-Laurinolac tam-Copolyamid, Laurinolactam-Caprolactam-Copolyamid, Butyrolactam-Caprolactam-Copolyamid. Die Struktur und die Eigenschaften der Copolyamide können durch die Zusammensetzung des Gemisches von Monomeren, von denen ausgegangen wird, beeinflusst werden.
Das erfindungsgemfisse Verfahren kann ferner dienen zur Herstellung besonderer Produkte. Dazu können ein oder mehr Stoffe, welche das Äussere
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und/oder die Eigenschaften des Polymerisationsproduktes beeinflussen, auf einfache Weise mit dem Ausgangsstoff gemischt werden. Es können z.B. Farbstoffe und/oder allerhand Füllstoffe, wie Holzmehl, Carborund, Russ, Schieferpulver, Feinkohle, und Koksgrus in der Lactamschmelze verteilt werden. Natürliche und/oder synthetische Fasern, Garne und/oder daraus hergestellte Gewebe können gleichfalls in der Lactamschmelze verarbeitet werden. Ferner können der Lactamschmelze makromolekulare Produkte, z.B, Polystyrol, Polyformaldehyd, Polypropylen, Polyäthylen, und Polyamid, sowie Polykondensationsprodukte von Aldehyden mit Phenol, Melamin und/oder Harnstoff beigegeben werden, wodurch makromolekulare Produkte mit besonderen Eigenschaften erhalten werden können.
Zur Erhaltung von Produkten von zellenartiger Struktur können ferner Treibmittel, z.B. Kohlenwasserstoffe, welche bei der Polymerisationstemperatur Dampf bilden, mit dem Ausgangsprodukt gemischt werden.
Beispiel 1
Die Polymerisation erfolgt in einem Glaszylinder (Durchmesser
- 2,5 cm), in dem ein Stab angefertigt wird. Der Zylinder ist in einem Ölbad angebracht, dessen Temperatur auf 150 0C gehalten wird.
Ein geschmolzenes Gemisch aus 30 g e-Caprolactam und 0,6 g Kaliumcaprolactam wird in den Zylinder hineingebracht, während mit Hilfe eines Einführungsröhrchens ein Stickstoffstrom durch die Flüssigkeit geleitet wird.
Anschliessend wird als Promotor 0,6 Mol.% 1.3.Diphenyl.1,-benzoyloxy.3.oxo.2.azapropen.l zugesetzt; nach 30 Sekunden wird der
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Stickstoffstrom eingestellt und das Einführungsröhrchen entfernt. Nach 8 Minuten wird der gebildete Stab aus dem Zylinder herausgenommen.
Beispiel 2
Die im Beispiel 1 dargestellte Polymerisation wird wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, dass jetzt die Temperatur des Ölbades 120 C beträgt.
Der gebildete Stab wird nach 9 Minuten aus dem Zylinder herausgenommen.
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Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Polymerisieren von Lactamen, bei dem ein Lactam oder ein Gemisch aus Lactamen in Anwesenheit eines Promotors einer ionogenen katalytischen Polymerisation unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass 1.3.Diphenyl.l.benzoyloxy.3.oxo.2.azapropen.l als Promotor angewandt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerisation bei zwischen dem Schmelzpunkt des Lactams oder des Gemisches aus Lactamen und dem des Polymerisationsproduktes liegenden Temperaturen durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehr Stoffe, welche das Äussere und/oder die Eigenschaften des Polymerisationsproduktes beeinflussen, mit dem Ausgangsstoff gemischt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Treibmittel, das bei der Polymerisation Dampf bildet, mit dem Ausgangsprodukt gemischt wird.
5. Verfahren zum Polymerisieren von Lactamen, wie es im Texte beschrieben und an Hand der Beispiele erläutert wurde.
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DE19651645446 1964-04-03 1965-03-29 Ionogene Polymerisation von Lactamen Pending DE1645446A1 (de)

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GB1092936A (en) 1967-11-29
NL6403620A (de) 1965-10-04
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