DE1804551A1

DE1804551A1 - Verfahren zur Herstellung hochmolekularer Polyester

Info

Publication number: DE1804551A1
Application number: DE19681804551
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Siegf Breitschaft; Dipl-Chem Dr Helmut Gruber; Dipl-Ing Rolf Hoeltermann; Dipl-Chem Dr Walter Semmlinger; Dipl-Chem Dr Rudolf Wirtz
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1968-10-23
Filing date: 1968-10-23
Publication date: 1970-05-27
Also published as: NL6915225A; GB1251093A; FR2021393A1; BE740711A; AT292317B; JPS4823358B1

Description

FAHBVERKEHOECHSTAG. Gerathofon, 10.10.1968

vorm.Meister Lucius & Brüning PB Dr.Mb./Gt.

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Verfahren zur Herstellung hochmolekularer _Λ

Polyoator

Es ist bekannt, daß PolyUthylenterephthalat bei seiner Her- ' stellung durch Sclunelzkondensation in amorpher Form anfällt. Es ist weiterhin bekannt, ein solches Polyäthylenterephthalat durch thermische Behandlung in fester Phase bei Temperaturen von mehr als 200 C einer Nachkondensation zu unterwerfen, wobei es hervorragende mechanische Eigenschaften annimmt. Der nachkondensierte Kunststoff wird bevorzugt nach dem Spritzgußverfahren verarbeitet.

Amorphes, im allgemeinen die Gestalt von Granalien oder "Chips" aufweisendes Polyäthylenterephthalat läßt sich nun*¹ aber nicht ä direkt nachkondensieren. Der amorphe Festkörper geht vielmehr beim Erhitzen auf Temperaturen im Boreich zwischen ca. 80 und 180 C zunächst mehr oder weniger rasch in den kristallinen Zustand über. Er wird dabei unmittelbar vor dem Kristallisieren sehr weich Und klebrig ujid die Formkörper neigen deshalb in dieser Phase besonders stark zum Zusammenbacken und zur Deformierung. Die nach erfolgter Nachkondensation anfallenden Produkte haben daher, wenn Kristallisation und Vortrocknung in bekannter Weise in ruhender Schüttung erfolgen, ihre äussere Form meist stark verändert, sind teilweise miteinander verschmolzen oder haben sich zu größeren Agglomeraten vereinigt. Wird ein Trockner mit Rühreinsätzen verwendet, so muß zusätzlich zur Deformierung der Granalien auch noch ein beträchtlicher

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Produktabrieb in Kauf genommen werden. Bei Einsatz von Wirbelschicht- und Taumeltrocknern treten die erwähnten Nachteile zwar in nur gerlngepi Umfang auf, jedoch sind diese Trocknerarten für kontinuierlichen Betrieb im allgemeinon nicht, oder nur in besonderen Fällen geeignet.

Spritzgußmaschinen stellen nun aber an die Form des zu verarbeitenden Kunststoffes gewisse Ansprüche. Er muß einmal einwandfrei rieselfähig sein und zum anderen eine möglichst A einheitliche Korngrößenzusamntensctzung aufweisen, um gleichmässig in die Maschine eingezogen werden zu können, weil hiervon ganz wesentlich das störungsfreie Arbeiten der Maschine abhängt.

Nun wäre es zwar möglich, das nachkondensierte Polyethylenterephthalat wieder aufzuschmelzen und durch Umgranulieren in eine für die Spritzgußverarbeitung geeignete Form überzuführen, dies erfordert jedoch einen weiteren, kostspieligen Verfahrensschritt, bei dem darüber hinaus auch noch ein gewisser Abbau stattfindet, durch welchen das Ergebnis der thermischen Nachbehandlung teilweise wieder rückgängig gemacht wird.

™ Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von nachkondensierten hochmolekularen Polyestern, insbesondere aber von Polyäthylenterephthalat, für die Spritzgußverarbeitung, welches die vorstehend beschriebenen Nachteile nicht aufweist und von einem granulierten, Feuchtigkeit enthaltenden amorphen Polyester über eine Kristallisationsund Trocknungsstufe zu einem hochmolekularen Polyester gleicher Granulatform führt.

Dieses Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen, für die Spritzgüßverarbeitung einsetzbaren Polyestern durch Kristallisieren, Trocknen und Nachkondensieren von granulierten, amorphen Polyestern ist dadurch gekennzeichnet, daß man Kristallisation, Trocknung und Aufheizen auf Nachkondensationstemperatur in einem

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FIiο»boti-Trockner, bei den das Gut von unten her von heißen, inerten Gasen durchströmt und gleichzeitig in vibrierender Bewegung gehalten wird, vornimmt, worauf man das Produkt austrügt und in an sich bekannter Welse einer Nachkondensation im Inertgasstrom und/oder unter Vakuum unterwirft.

Nach der erfindungsgemußen Arbeitsweise ist es möglich, in einem einsigen Arbeitsgange die für die thermische Nachkondensation von Polyestern erforderliche Trocknung des von der Herstellung her noch Feuchtigkeit enthaltenen amorphen Polyesters, A sowie seine Umwandlung in den kristallinen Zustand und die daran sich anschliessende Aufheizung bis auf Naclikondensationsteraperatür vorzunehmen, ohne daß die Formkörper des Kunststoffes eine Veränderung erleiden, da die sehr schonende Art der Bewegung dos Produktes seiner Verbackungstendenz entgegenwirkt und zudem keinerlei Abrieb entsteht.

Für das erf indungsgenülße Vorfahren wird ein Fließbett-Trockner, der sowohl diskontinuierlich als puch kontinuierlich betrieben worden kann, beispielsweise folgondermassen eingesetzt:

Das amorph aufzugebende, zu trocknende und anschließend auf Nachkondensationstemperatur au bringende Gut liegt auf einem (k mit feinen Löchern versehenen Boden, durch den von unten her heiße, inerte Gase, vorzugsweise Stickstoff, durch die Schüttung hindurch strömen. Beim kontinuierlichen Betrieb ist es möglich, eine Einteilung des Trockners in Zonen vorzunehmen, die, entsprechend der in ihnen ablaufenden Reaktionsphase, mit verschieden hoch vorgeheiztem Inertgas versorgt werden. Während des gesamten Verfahreneablaufes wird das Gerät mit dem darin befindlichen Gut in Vibration gehalten. Die Beheizung erfolgt zweckraässigerweise durch das zuströmende Gas, welches auch die aus den Festkörpern austretende Feuchtigkeit abführt. Die vibrierende Bewegung verhindert einerseits die Bildung von Kanälen in der Schüttung und zerstört andererseits nach dem Kristallite 9 8 227 1 8 7 8
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sioren die eventuell während der plastischen Phase gebildeton Agglomerate. Durch Einstellen der Vibrationsbewegung in bevor*^; zugt horizontale Richtung wird die Schüttung aus dein Trockner mit einer Temperatur von ca. 180 bis 240 C, vorzugsweise 200 bis 220°0, ausgetragen und direkt in das zur Nachkondensation dienende Aggregat überführt. Bei kontinuierlicher Fahrweise wird das Produkt zum Unterschied von der diskontinuierlichen, bei welcher Schütthöhen von bis zu 800 mm angewandt werden können, nur in einer Schütthöhe von bis zu ca. 100ram aufgebracht. Überraschenderweise ist es dabei nicht erforderlich«, Änderungen an der Vibrationseinrichtung vorzunehmen.

Im folgenden sei das Verfahren an Hand von Beispielen näher erläuterti -

Beispiel 1

Ein Fließbott-Trockner wird mit 800 kg feuchtem Polyethylenterephthalat (spezifische Viskosität ca. 80O₁ Wassergehalt 0,2 ^ in Form von Schnitzeln oder von Stranggranulat auf eine Schichthöhe von 600 mm gefüllt. Durch Vibrieren wird eine gleichmäßige SchUttung hergestellt und durch das zu trocknende Out durch den Siebboden 185°C heißer Stickstoff eingeblasen. Wenn die Temperatur in der Schüttung 180⁰G erreicht hat, wird sie ca, 1 Stunde bei diesem Wert gehalten. Sodann wird die Stickstoff^Temperatur auf 240°C erhöht. Wenn in der Söhüttung 220^PC erreicht sind, wird durch Öffnen der Absperrklappe der Inhalt des Trockners zur weiteren thermischen Behandlung abgelassen. Das Reaktionegut ist rieselfähig, es zeigt keine stabilen Aggloiierate» die Formkörper sind nicht verändert. Die Restfeuchte dos auf diese Weise erhaltenen Produkte liegt unter 0,01 Gew.^. Dieser Trocknungsgrad reicht aus, um die sich anschließende thermische Behandlung ohne Schädigung durchführen zu können.

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Xn *1η·η ^l^ojibmtt-rTPookAer, dessen Beaehickungereu» am Beiden «in· tune« Yon 3950 mm und «ine Breite von 450 au* hat, wird, unter Viftration bei geschlossener Auetrageklappe

so viel (ca. 100 kg) PolyUthyientorophthalat-Oranulat gleichmäßig gefüllt, daß die Schütthöhe oa, 80 mm beträgt. Nun wird f85° hoißer Stickstoff duroh die Schüttung geleitet. Wenn deren Temperatur ebenfalls 185 erreicht hat, wird der Austrag ·ο eingestellt»-daß «tUndllch 50 kg Polyestergranulat den Trockner verlassen» Qleichaoitig w^rd am Einlauf dee Trookner» stUndlioh die gleiche Hange an feuchtem Poly«etergrftnulat Über eine Zellenradschleuse kontinuierlich aufgegeben* BoI der beschriebenen Fahrw^lee ist dor Feuchtigkeitsgehalt von ursprüneüch Oi2 ^ auf 0,005 - 0₍01 % erniedrigt worden». Pa* ausgetragen« Granulat ist nioht verformt, es weist kein« Vertoaekungen auf und let bei den angegebenen Trocknungsgrad tür dl«, thermisch« Behandlung in fester Phaee aur Erhöhung def Kond«neationegradee geeignet.

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Claims

Vorfahren aur Herat'ellung von hochaolekulftren, für dio Sprite·* ffüOv«rArbeitunff ·ίη·βtabar*n Polyeet#rn durch Krietallieieren, Trocknen und Nnohkondeneiörtn von granulierten, amorphen PoIy- ««torHi dadurch eekennaeiohnet, daO maxi Kriatalliaation» Trocknung'lind Auf Heisen auf Näohkondeneationstoaperatür in einem FiieUbett-»Trockner, bei dew da· Out von.unten her von heißen, inerten Oaten duroh«trtSmt und gleiohsoitie in vibrierender Bewegung fehalten wird, vorniMit_t worauf »an da· Produkt austrägt und in an eich bekannter Veiee einer Maohkondenaation Inertgaeetron und/oder unter Vakuue unterwirft.

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