DE1745535A1 - Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von hochpolymeren Polyestern oder Mischpolyestern - Google Patents

Description

• Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung vot hochpolymeren Polyestern oderMischpolyestern.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von hoshpolymeren Polyestern oder Mischpolyestern aus dem Alkylester einen Dicarbonsäure oder einem Mischester einer Dicarbonsäure oder einer Dicarbonsäure, die naeh ihrer Umesterung oder Veresterung ait thyleng oder einem anderen zwei-oder mehrwertigen Alkohol in aufeinanderfolgenden Reaktionsstufen vorkondensiert und polykondensiert werden.
• Bekanntlich erfolgt die kontinuierliche Herstellung von Polyäthylenterephthalat in mehreren Verfahrensstufen.
• In der ersten Stufe werden die Komponenten, wie z.B.
• Äthylenglykol und Dimethylterphthalat, mit an sich bekannten Katalysatoren über eine Dosiervorrichtung in eine Umesterungskolonne eingespeist und zu Diglykolterephthalat umgeestert. Das so erhaltene monomere Produkt wird laufend über eine Dosiervorrichtung in die Vorkondensationsapparatur als zweite Stufe eingeleitet, in welcher unter Abdempfung des Glykols die Vorkondensation zum niedermolekularen Vorkondensationsprodukt vorgenommen wird. Anlieh in de das Vorkondensationsprodukt kontinuierlieh ici die als dritte Stufe nachgeschaltete Polykonden-, , . , , . Wcuc, uera. °li' vr : . . . r, : . a$ . tine Drukhn ke glykolterephthalat wird z.B. durch eine Druckschnecke kontinuierlich aus der Polykondensationsapparatur ausgetragen und zur Herstellung von z.B. Fäden, gegebenenfalls tdtt'i . sv . °f ° o, at, , n . tungen zugeführt. Andere hokopolymere lineare Polyester auf der Basis von z.B. Adipinsäure werden analog hergestellt.
• Us ein Endprodukt mit gleichbleibender Schmelaviskosität te erhalten, wird die Schmelzviskosität des Polyesters nach seinem Austritt aus der Polykondensationsapparatur im allgemeinen mit Hilfe bekannter Me#inrichtungen ermittelt. Bei Abweichungen von dem vorgegebenen Grenzwert wird die durch die Me#inrichtung gesteuerte Dosiervorrich@ tung der der Umesterungskolonne und damit die Zulaufmenge der Komponenten in diese Kolonne geregelt, so dass bei Konstanthaltung aller anderen Reaktionsparameter, wie Druck und Temperatur, die Schmelzviskosität allein durch Veränderung der Durchsatzmenge in den vorgegebenen Grenzen konstant gehalten wird.
• Bekanntlich kann die Schmelzviskosität auch dadurch konstant gehalten werden, dass die vor der Polykondensationsapparata angeordnete Dosiervorrichtung durch die Me#einrichtung gesteuert und dadurch die Zulaufmenge des Vorkondensationsproduktes in die Polykonensationsapparatur varliert wird.
• Es ist ferner bekannt, dass bei gleichbleibender Durchsatzmenge die Schmelzviskosität durch Regelung der für die Durchführung der Reaktion erforderlichen Temperatur variiert werden en kann. Dazu werden die den Einzelapparaturen zugeordneten Texperaturregler Temperaturregler durch die am Schmelzeaustritt der Polykondensationsapparatur befindliche Viskositäts-Me#einrichtung gesteurt.
• Weiterhin ist bekannt, dass man die Schmelzviskosität des Endproduktes dadurch konstant haltan kann, indem bestimmte Mengen eines fein zerkleinerten oligomeren und/oder polymeren Produktes, welches mit der Hauptmenge identisch ist, dem umgeesterten Produkt vor dessen Überleitung in die Vorkondensationsapparatur zugesetzt werden.
• Die beschriebenen Verfahren haben generall den Nachteil, dass die Totzeit zwischen der Messurg der Schmelzviskosität und der Einstellung der geänderten Durchsatzmenge bzw. der geänderten Temperatur bis zu deren Auswirkung gegebenenfalls mehrere Stunden beträgt.' Die Veränderung der Durchsatzmengen hat weiterhin den Nachteil, dass nicht nur die Mengenbilanz des kontinuierlich arbeitenden Systemes, sondern dadurch auch der Reaktionsablauf empfindlich gestört wird. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Regelsystem bei kurz aufeinander folgenden Veränderungen in Schwingungen goret und nicht mehr exact arbeitet. Durch die Veränderung der Durchsats mengen wird aber auch der mengengleiche SchnelzefluB zu den dem Reaktionssystem nachgeschalteten Spinneinrichtungen und damt der Spinnprozess selbst gestört.
• Die Einstellung der Schmelzviskosität durch Variation der Temperatur in den einzelnen Reaktionsstufen ist aber wegen der Temperaturempfindlichkeit des Materiales nur begrenzt möglich und besonders kritisch fUr den Polykondensationsvorgang. Während su hohe Temperaturen eine Degradation des Polykondensates bewirken, führen zu niedrige Texperaturen zu einem Einfrieren der Schmelze und damit zum Stillstand der Reaktion und der Gesamtanlage.
• Der Zweck der Erfindung ist, die bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Polyestern oder Mischpolyestern durch Veränderung der Durchsatzmengen oder durch Temperaturregelung der einzelnen Verfahrensstufen auftretenden Mängel zu verneiden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunden, ein Verfahren zu entwickeln, nach welchem ohne Störung der Mengenbilanz des durch das Reaktionssystem strömenden Produktes das polykondensierte Endprodukt mit tiner dem vorgegebenen Wort entsprechend gleichbleibenden Viskosität t anfällt.
• Erfindungsgemä# wird dies erreicht, wenn bei dem in notre. rua Stufen, vie Umesterung oder Veresterung, Vorkondensation und Polykondensation verlaufenden Reaktionsprozess die Schmelzviskosität des aus der Vorkondensationsapparatur austretenden Vorkondensationsproduktes in bekannter Weise kontinuierlich geaessen wird, und dass bei Überschreiten des dem Meßgerät vorgegebenen Grenzwertes ein zwei-oder mehrwertiger Alkohol oder ein unter den Bedingungen der Polykondensation leicht verdampfba@es Lösungsmittel über eine durch dae MeBgerät gesteuerte Dosiervorrichtung vorzugsweise in den unteren Teil der Vorkondensationsapparatur eingespeist und des Vorkondensationsprodukt zugesetzt wird.
• Dabei bot es sich als zweckmässig erwiesen, den Vorkondensationsgrad etwas hoher einzustellen, als er tir den nachfolgenden Polykondensationsprozess, bei welchem der Restanteil des zwei-oder mehrwertigen Alkoholes abgespalten wird, benötigt wird.
• Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens ist, dass das Vorkondensationsprodukt in konstanter Mange und infolge der kaum ins Gewicht fallenden Totzeit des Regelkreises mit gleichbleibender Viskosität in die Polykondensationsapparatur eingespeist wird. Es entfällt die unzweckmässige Regelung der Durchsatzmenge, so dass auch den nachgeschalteten Spinneinrichtungen ein ständig mengengleicher Produktstras zugeführt vire.
• Ein weiterer Vorteil zist, da nicht nur die Polykondensation, sondern auch die Umesterung und die Vorkondensation unter den tir die einzelnen Verfahrensstufen einmal permit.. telten optimalen Bedingungen, wie Durchsatzmenge, Temperatur und Druok, vorgenommen werden kann. Eine kontinuierliche Re6alung der Tomperatur ale Funktion der Schmelzviskosität ist daher nicht netwendig, so dass auch auf die Anordnung kostenaufwendiger Temperaturregelgeräte mit automatisch verinderlicher Sollwert-Aufschaltung verzichtet werden kann.
• Die Erfindung wird an nachstehenden Beispielen erlautert : Beispiel 1.' Bine Losung aus Dimethylterephthalat und Xtbylenglykol wird über eine Dosiervorrichtung in konstanten Mengen in eine hierfür geeignete Kolonne eingespeist und ungeestert. Das so erhaltene monomere Produkt wird laufend über eine Dosiervorrichtung in eine Vorkondensationsapparatur übergeführt, in welcher die Vorkondensation bis zu einer gegenüber der für den Polykondensationsprosess höher eingestellten Schmelzviskosität, die einer Losungsviskesität von etwa # rel = 1,18 entspricht, vorgenommen wird. Die Schmelzviskosität wird vor oder während der Bindosierung des niedermolekularen Vorkondensationsproduktes in die nachfolgende Polykondensationsapparatur mit einem an sich bekannten Meßgerät, welches auf den zu Beginn des Polykondensationsprozesses gewünschten Sollwert von rel = 1, 12 eingestellt ist, gemessen. Das bei Uberschreiten des Sollwertes abgegebene Signal steuert eine Dosiervorrichtung, durch welche auf ca 100°C vorgewärmtes Athylenglykol aus einem Vorratsbehälter solange in den als Sumpf ausgebildeten unteren Teil der Vorkondensationsapparatur eingeleitet wird, bis das aus dieser Apparatur austretende Vorkondensationsprodukt dem vorgegebenen Sollwert entspricht. Der geringe Glykolüberschu# wird in der Polykondensationsapparatur abdestilliert. Das nach der Polykondeneation erhaltene Polyäthylenterephthalat wird durch entsprechende Forderorgane direkt den nachgeschalteten Spinneinrichtungen zur Herstellung von loden zugeführt.
• Beispiel 2.
• Adipinsäurediäthylester und Glycerin werden gemä# Beispiel 1 umgeestert und vorkondensiert. Der höher eingestellte Vorkondenaationsgrad wird während der Überleitung in die Polykondensationsapparatur gemessen und bei ttberachreiten des es vorgegebenen Sollwertes durch Zudosierung von vorgewärmtem Glycerin gemä# Beispiel 1 auf die für die Polykondensation erforderliche Viskosität eingestellt.
• Beispiel 3.
• Terephthalsäure und Äthylenglykol werden gemä# Beispiel 1 kontinuierlich verestert, vorkondensiert und polytondenaiert. Bei zu hoker Viskesität des Vorkondensationsproduktes wird auf ca 120°C vorgewrmtes Diphenyl als indifferentes Lösungsmittel gemä# Beispiel 1 zudosiert, bis die Viskosität des vorgegebenen und fUr die nachfolgende Polykondensation erforderlichen Sollwert entspricht.
• Beispiel 4.
• Fin Gemisch aus Dimethyltherephthalat und in ithylengykol gelöstem 5-Sulfoisophthalsäuredimethylester wird 6eSiß Beispiel 1 umgeestert und vorkondensiert. Der höher eingestellte Vorkondensationsgrad wird während der Überleitung in die Polykondensationsapparatur gemessen und bei tuberschreiten des vorgegebenen Sollwertes durch Zudosierung von vorgewärmtem Äthylenglykol gemä# Beispiel 1 auf die far die Polykondensation erforderliche Viskosität eingestellt.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Verfahren sur kontinuierlichen Herstellung von hochpolymeren Polyestern oder Mischpolyeatem aus dem Alkylester einer Dicarbonsaure oder ein chester einer Dicarbonsäure oder einer Dicarbonsäure, die nach ihrer Usesterung oder Veresterung mit Athylenglykol oder einem anderen zwei-oder mehrwertigen Alkohol in aufeinanderfolgenden Reaktionsstufen vorkondensiert und unter Verdampfung mindestens einer Rosponento des Reaktionsgemisches polykondensiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzviskosität des aus der Vorkondensationsapparatur austretenden Vorkondensationsproduktes in bekannter Weise kontinuierlich gemessen wird, und dass bei Überschreiten des vorgegebenen Grenswertes ein zwei-oder mehrwertiger Alkohol oder ein unter den Bedingungen der Polykondenaation leicht verdampfbares Lösungsmittel liber eine. durch das Me#gerät gesteuerte Dosiervorrichtung vorzugsweise in den unteren Teil der Vorkondensationsapparatur eingespeist und dem Vorkondensationsprodukt sugesetzt wird.