DE1669504A1 - Synthetische Faser - Google Patents

Description

DR. E. WIEGAND DlPUNG. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

flnnn μπμγηρν τ; 21. November 1967

TELEFONi 555476 8000 MUNCMtN 15, ^J ·

TELEGRAMME, KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE

W. 15 413/67 7/RS

Monsanto Company St. Louis, Missouri (Y.St.A.)

Synthetische Paser

Polyamide, wie Polyhexamethylenadipamid (Polyamid 66), sind in der !Technik bekannt und haben beträchtlichen technischen und wirtschaftlichen Erfolg sowohl als synthetische? ■lextilfasern als auch als Verstärkungsfasern, z.B. als Reifengarn (Reifencord), gefunden. Ein bei der Verwendung von Polyamiden zur Verstärkung von Fahrzeugreifen auftretender Nachteil iut ihre Neigung zur Bildung "flacher Stellen" (flatspot). "Flachstüllenbildung" (flatopotxing) ist ein Ausdruck, der dazu benutzt wird, um diu Unrundheit zu beschreiben, die auftritt, wenn ein mit Polyamid verstärkter Fahrzeugreifen eine

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Zeitlang ruhengelassen wird. Dor Toil des Reifens, dor in Berührung mit dem Pflaster oder Boden iot, wird abgeflaoht, und wenn das Fahrzeug wie der in Gang gesetzt wird, verursacht diese flache Stelle eine Vibration des Fahrzeuges. Während die Erscheinung der Flachstellenbildung nicht vollständig ersichtlich ist, wird zur Zeit große Mühe aufgewendet, um eine Lösung für dieses Problem zu finden. Ss ist gefunden worden, daß ein Mangel an Stabilität gegenüber Wärme und Feuchtigkeit einer der Faktoren ist, der bei der Verursachung der Flachstellenbildung in Betracht kommt, und Polyamide, die erhöhte Stabilität gegen» über Wärme und Feuchtigkeit besitzen, sind bei der Herstellung von Polyamidreifengarnen sehr erwünscht, da solche Garne weniger Neigung zeigen, die Bildung flachsr Stellen in Reifen zu bewirken.

Die Erfindung bezieht sich auf neue Terpolyamide und insbesondere auf faserbildende Terpolyamide, die aus verschiedenen Mengen von Polyhexamethylenadipamid, Polyhexaaethylenterephthalamid und Poly-11-aminoundecansäure bestehen.

Allgemein umfaßt die Erfindung die Schaffung und Herstellung von neuen Terpolyamiden, die Polymereinheiten enthalten, welche aus Polyhexamethylenadipainid, Polyhexamethylenterephthalamid und Poly-11-aminoundecänsäure gewählt sind, die in.solcher Weise vereinigt sind, daß sie ein Terpolyami'd liefern, das bessere Stabilität gegenüber Hitze und Feuchtigkeit und weniger

BAD

Neigung zur Verursachung der Plachotellenbildung in Reifen als Polyamid-66 hat.

Demgemäß ist es Hauptzweck der Erfindung, Terpolyamide zu schaffen, die synthetische Pasern für die Herstellung von Reifengarnen mit erhöhter Stabilität gegenüber Wärme und Feuchtigkeit und verringerter Neigung zur Verursachung der Flach-Stellenbildung ergeben. ' ·

Die drei Polymerkomponenten des Terpolyamids können in einem weiten Bereich von Zusammensetzungen verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Menge an Polyhexamethylenterephthalamid (6TA) nicht etwa 60 Mol-# überschreitet. Bei dieser Höhe von 6TA liegt der Schmelzpunkt des Terpolyamids nahe an 3öo°C,. was die maximale praktische Grenze für die Herstellung von Pasern aus diesem Polymeren auf einer üblichen Schmelzspinnanlage ist. Die Terpolyamide gemäß der Erfindung bestehen im wesentlichen aus

(A) etwa 35 bis 75 Mo 1-$ Polyhexamethylenadipaiaid

(B) etwa- 2o bis 6o I.lol-$ Polyhexamethylenterephthalamid und

(C) etwa 5 bis 25 Mol-$ Poly-11-aminoundecansäure.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die Terpolyamidfasern aus 5o bis 7o Mol-^S Polyhexamethylenadipamid, 2o bis 3o Mol-$ Polyhexamethylenterephthalamid und Io bis 25 Mol-$ Poly-11-aminoundecansäure.

Die Terpolyamide gemäß der Erfindung können nach in der Technik bekannten und gewöhnlich bei der Herstellung von üblichen Polyamiden angewendeten Arbeitsweisen hergestellt wer-

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den, d.h. die Reaktion^teilnehmer werden auf eine (Temperatur von 18o bis 3oo°C und vorzugsweise von 2oo bis 295⁰O erhitzt, bis das Produkt ein genügend hohes Molekulargewicht hat, um faserbildende Eigenschaften zu zeigen, wobei diese Eigenschaften erreicht werden, wenn das ierpolyamid eine innewohnende Viskosität von wenigstens o,4 hat. Die Reaktion kann bei überatmosphärischem, atmosphärischem oder unteratmosphärischem Druck ausgeführt werden. Oft ist es erwünscht, besonders in ' der letzten Stufe der Reaktion Bedingungen, z.B. verringerten Druck anzuwenden, welche die Entfernung von Reaktionsnebenprodukten unterstützt. Die Reaktion wird vorzugsweise in Abwesenheit von Sauerstoff,-z.B. in einer Atmosphäre von Stickstoff oder anderem inerten Gas, ausgeführt. Die Monomeren können in den Polymerisationsautoklaven zusammen eingebracht werden oder sie können- entweder bevor oder nachdem die Polymerisation begonnen hat, getrennt zugesetzt werden. Außerdem können Mattierungsmittel, Antioxydantien, Weichmacher, Viskositätsstabilisatoren oder andere ähnliche Modifizierungsmittel bei der Herstellung der Terpolyamide gemäß der Erfindung zur An*- wendung gelangen. Die synthetischen linearen Terpolyamide, wie sie hier beschrieben werden, können zu Pasern unter Anwendung bekannter Schmelzspinn- und Streckbedingungen, wie sie für Polyamide üblich sind, gebildet werden.

Die Erfindung wird weiter durch die folgenden Beispiele veranschaulicht, in denen sämtliche Teile und Prozentsätze in

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Mol ausgedrückt sind, wenn nichts anderes angegeben ist. Bei den Beispielen sind die folgenden Abkürzungen angewendet worden: 66 für Polyhexamethylenadipamid 6TA für Polyhexamethylenterephthalamid und HA für Poly-11-aminoundecansäure.

Beispiel 1"

In eine Polyamid-Polymerisationsvorrichtung aus rostfreiem Stahl wurden 228,3 g einer wäßrigen Lösung von 66 Salz (48,17), 33,8 g 6TA, 12,o2 g HA und annähernd Io ml Wasser ■ eingebracht und die Autoklaventemperatur wurde auf 216 C anfangs mit einem Druck von 17»6 at (25o psi) erhöht. Reaktionswasser wurde während des Temperaturanstiegs von 216 C auf 25o°C entfernt, während der Autoklavendruck auf 17»6 at (25o psi) gehalten wurde. Danach wurde der Druck während 25 Minuten auf Atmosphärendruck herabgesetzt, während die Temperatur auf 279 bis 286⁰C erhöht und während einer Zeitdauer von 3o Minuten gehalten v/urde. Da3 sich ergebende Terpolyamid bestand aus 7 ο Mol-fo 66, 2o Uol-% 6TA und Io HA. E3 wurden Einzelfäden bei 285 bis 289°0 unter Verwendung üblicher Ausrüstung und Arbeitsweisen schmelzgesponnen.

Boiapiel 2

Nach der Arbeitsweise gemäß Beispiel 1 wurden weitere Terpolyamide mit Prozentsätzen der drei Komponenten, wie sie

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in'Xabelle I angegeben" sind, hergestellt. In dor Tabelle sind die Werte für Festigkeit, grundmolare Viskositätszahl und Schmelzpunkt für die verschiedenen Terpolymere wiedergegeben.

tabelle Γ

Ter-	$66	$6TA	$11A	F .	m-Kresol	Festigkeit
poly-				0C
mer					ι (-χ
Hr.

1	7o	2o	Io	26o,o	I,o3o	5,68
2	6o	3o	Io	272,o	o,98o ·	6,58
3	5o	25	25	245,5	I,o9o	6,.97
4	4o	4o	2o	281,5	lfoo5	5,32

G-rundmolare Yiskositätszahl, wie sie hier verwendet wird, ist definiert als

-. lim

wobei ')? r die relative Viskosität einer verdünnten Lösung des Polymeren in m-Kresol in den gleichen Einheiten und bei der gleichen Temperatur ist und c die Konzentration in Gramm PoIymer je loo cm lösung bedeutet.

Die erhöhte Stabilität gegenüber Wärme und Feuchtigkeit wird durch die prozentuale Beibehaltung des Schallmoduls gegen-

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über Temperatur bei verschiedenen Bedingungen hinsichtlich der Feuchtigkeit in den Tabellen II und IIL gezeigt, wobei RH die relative Feuchtigkeit bedeutet.

Tabelle II - 0$ RH

	Schall modul bei 3o°C	•	8o°	.110°	ioB 13o°	15o°
Poly mer	51,52		79	69	57	42
1	5o,31	88	85	78	65	52
2	4o,79	9o	• 84	62	37	21
3	42,2o	96	87	76	55	35
4	59,26	95	8o	63	55	33
Poly amid 66 (Kon trolle)	94

B = Beibehaltung

Tabelle III -

RH

Poly- Schall- $>B mer modul' _A r-c bei 3o°0 ⁴⁵

75^C

9o<

1	5o,31	92	81	75	6o
2'	55,69	9o	81	73 ..	64
3	47,48	91	83	72	61
4 '	52,72	9o	81	74	65
Poly amid 66	75,22		1« Pfi \ 7	57	48

Diese Stabilität dea Moduls gegenüber Temperatur und Feuchtigkeit würde die llorütollung einoo Hoifono crlaubon, der weniger Neigung zur Flachstellenbildung hat, als sie bei Verwendung von Polyamid 66 allein beobachtet wurde. Der Prozentsatz an Schallmodul, der bei erhöhter Temperatur und 3o$ relativer Feuchtigkeit beibehalten wird, ist von besonderer Bedeutung, da diese Bedingungen -sich am nächsten denjenigen nähern, die tatsächlich bei technischen Vorgängen in Betracht kommen.

Die Terpolyamide gemäß der Erfindung sind in einem weiten Bereich für Textilzwecke und andere Zwecke geeignet, welche Stabilität gegenüber Wärme und Peuchtigkeit über längere Zeitdauern erfordern. In der Form von Fasern, Fäden und Filmen sind sie von besonderer Bedeutung für Verstarkungszwecke und insbesondere in Faserfarm für Reifengarne.

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Claims (6)

Patentansprüche

1. Synthetische Paser, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Ϊerpolyamid umfaßt, das im wesentlichen aus

(A) etwa 35 "bis 75 Mo 1-$ Polyhexamethylenadipamid

(B) etwa 2o bis 6o Mol-$ Polyhexamethylenterephthalamid und (G) etwa 5 bis 25 Mol-% Poly-11-aminoundecansäure besteht,

2. Paser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Terpolyamid im wesentlichen aus

(A) 5o bis 7o Mol-$ Polyhexamethylenadipamid

(B) 2o bis 3o Mol-^c/o Polyhexamethylenterephthalamid und

(C) Io bis 25 I&ol-f° Poly-11-aminoundecansäure besteht.

3. Faser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens 9o$ Schallmodulbeibehaltung bei 45°C und 3o% relativer Feuchtigkeit hat.·

4. Faser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie v/enigstens 8ο?ύ Schallmodulbeibehaltung bei 6o°C und

relativer Feuchtigkeit hat.

5. Faser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß (A) 7o 'UqI-⁰Zo₁ (B) 2o MoI-^ und (C) Io Mol-Ji» beträgt.

6. Verfahren zur Herstellung von Terpolyamiden gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktionsteil-

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- Io -

nchmor (A), (B) und (G) auf oino Temperatur von IBo bis 3oo°C während einer Zeitdauer erhitzt, die ausreicht, um eine grundinolare Tiskositätszahl von wenigstens o,4 zu erzeugen.

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