DE1720661A1

DE1720661A1 - Verfahren zur Herstellung von monomerenarmer Polycaprolactam-Schmelze

Info

Publication number: DE1720661A1
Application number: DE19671720661
Authority: DE
Inventors: Karl-August Dr Essig; Fritz Dr Hitzler; Ferdinand Dr Konnertz
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1967-05-27
Filing date: 1967-05-27
Publication date: 1971-06-16

Description

Verfahren zur Herstellung von monomerenarmer Polyeaprolactam-Schmelze Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer monomerenarmen Polycaprolactam-Schmelze durch Behandlung der Schmelze in einer Evakuiervorrichtung bei erhöhter Temperatur und niederen DrUcken.
Die Polymerisation von Caprolactam verläuft bis zu einem-temperaturabhängigen-Gleichgewicht, das bei den dblichen Arbeitstemperaturen von 240 ° bis 280 °C bei ca. 90 % Polycaprolactam liegt.
Die aus Polycaprolactam hergestellten geformten Gebilde, z. B. Fasern, Fäden, Drähte, Boreten mUseen vor der Verwendung von der Hauptmenge des nicht umgesetzten Monomeren befreit werden. Dies kann auf verschiedene Arten geschehen : Man stellt aus der Gleichgewichtsschmelze Granulate her, die durch Waschen vom Monomerenanteil befreit werden (Schnitzelverfahren). Oder man spinnt aus der Gleichgewichtsschmelze Fasern, éden, Drähte oder Borsten, wobei anschlieBend durch Waschen das Monomere entfernt wird. Oder aber man entfernt den Monomerenanteil aus der Schmelze vor. dem Abspinnen.
Dan Entfernen der Monomeren aus der Schmelze kann man derart durchführen, z. B. da# man Gase in die Schmelze einleitet oder eine Vakuumbehandlung durchführt. Diese Vakuumbehandlung kann-in bekannter Weise-z. B. in einer Schneckenmachine oder in eines DUnnschichtverdampfer vorgenommen werden.
Bei der technischen AuefUhrung dieses Verfahrens liegt eine besondere Schwierigkeit darin, da$ beim Evakuieren mit des sonomeren Caprolactam auch ein Oligomeres dieses Stoffes, das cyclische Dimere, frei wird.
Dae cyclische Dimere des Caprolactans besitzt Eigenschaften, die den technischen, kontinuierlichen EvakuierprozeB stbren : es sublimiert leicht, sein Schmelzpunkt liegt mit 347 °C ungewöhnlich hoch, außerdem ist es in Caprolactam schwer löslich (0, 6 % bei 80 °, 1,1 % bei 100 °C). Das cyclische Dindere kann an allen Stellen der Evakuierapparatur kondensieren, die kälter sind als sein Schmelzpunkt. Dadurch wird die Apparatur verstopft und der Evakuier-Prozeß muS abgebrochen werden.
Zur Umgehung dieser Schwierigkeiten sind viele Vorschläge bekannt, beispielsweise die Verwendung von Lactamkondensatoren, die mit einer Kratzeinrichtung verefehen sind, das Arbeiten mit Doppelkondensatoren, die alternierend benUtzt werden oder die Verwendung von Spülsystemen. Alle diese Einrichtungen erfordern einen zueätzlichen apparativen Aufwand.
Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung einer monomerenarmen Polycaprolactamschmelze im Direktspinn-Verfahren mit Hilfe eines VK-Rohres durch Behandlung der Schaelze in einer, an die VK-Rohranlage angeschlossene Evakuiervorrichtung bei erhdhter Temperatur und im Vakuum gefunden, dam dadurch gekennzeichnet ist, daB die Evakuierung der Polyeaprolactam-Schmelze bei Temperaturen zwischen 240 ° und 270 °C und bei DrUcken zwischen 8 und 80 Torr durchgeführt wird.
Hierbei wird das im Bereich von 8 bis 80 Torr., vorzugsweise von 10 bis 20 Torr eingestellte Vakuum auf + 1 Torr gehalten.
Das aus der Vakuum-Behandlung resultierende Gemisch aus Sonomeren und Oligomeren wird dann wieder dem VK-Rohr zugeführt.
Es zeigte sich, daB es unter den verfahrensgem§ßen Evakuierungsbedingungen, die durch den Druck und die Temperatur definiert sind, weniger Dimeres aus der Schmelze frei wird ale sich bei der Kondensationstemperatur im monomeren Lactam lest, ohne da8 hierbei der Evakuierungseffekt meßbar schlechter wird.
Deawtiteren tat der besondere Vorteil des Verfahrens darin zu eehen, da# kein zusätzlicher apparativer Aufwand notwendig ist. Vorzugsweise wird dam Verfahren in einer Danmaehioht-Evakuiervorrichtung durchgefthrt.
B e i s p i e l 1 : In einer DUnnschichtevakuieranlage werden 100 kg/Stunde Polyeaprolactamechmelze durchgesetzt. Die Schmelze besitzt eine rel. Viskoeitdt von 2, 44. Wenn man bei 12 torr und 256 °C arbeitet, kondensieren 9, 8 kg/Stunde Caprolactam und 76 g/Stunde cyclisches Dimere. Der Dimerenanteil 18et sich bei einer Kondensationetemperatur von 92 °C quantitativ im sonomeren Lactam.
Uber Jahre hinaus werden keine Verstopfungen beobachtet.
Die evakuierte Schmelze enthält weniger als 0, 8 % Monomeres.
B e i s p i e l 2 : # In einer Dünnschichtevakuieranlage werden 250 kg/Stunde Polycaprolactamschmelze-mit einer rel. Viskositdt von 2, 2-durchgesetzt. Wenn man bei 10 torr und 260 °C arbe'itet, kondensieren 24,3 kg/Stunde Caprolactam und 223 g/Stunde cycliaches Dimere. Der Dimerenanteil ldst sich bei einer Kondensationstemperatur von 97 °C quantitativ im monomeren Lactam.
Die evakuierte Schmelze enthglt weniger ale 0, 7 % Monomeres.

Claims

Patentansprüche : 1. Verfahren zur Herstellung einer monomerenarmen Polycaprolactam-Schmelze im Direktspinn-Verfahren mit Hilfe eines VK-Rohres durch Behandlung der Schmelze in einer, an die VK-Rohranlage angeschlossene Evakuiervorrichtung bei erhöhter Temperatur und im Vakuum, dadurch gekennzeichnet, daß die Evakuierung der Polycaprolactamschmelze bei-Temperaturen zwischen 240 ° und 270 °C und bei DrUcken zwischen 8 und 80 Torr durchgefUhr-t wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Bereich von 8 bis 80 Torr, vorzugsweise von 10 bis 20 Torr, eingestellte Vakuum auf + 1 Torr eingehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Vakuumbehandlung resultierende Gemisch aus Monomeren und Oligomeren wieder dem VK-Rohr zugefUhrt wird.