DE1939923A1 - Process for the production of high molecular weight polyesters - Google Patents

Process for the production of high molecular weight polyesters

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DE1939923A1
DE1939923A1 DE19691939923 DE1939923A DE1939923A1 DE 1939923 A1 DE1939923 A1 DE 1939923A1 DE 19691939923 DE19691939923 DE 19691939923 DE 1939923 A DE1939923 A DE 1939923A DE 1939923 A1 DE1939923 A1 DE 1939923A1
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germanium
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polycondensation
glycol
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Matthies Dr Hans-Georg
Strehler Dr Hugo
Beer Dr Ludwig
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BASF SE
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BASF SE
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78Preparation processes
    • C08G63/82Preparation processes characterised by the catalyst used
    • C08G63/85Germanium, tin, lead, arsenic, antimony, bismuth, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, or compounds thereof
    • C08G63/86Germanium, antimony, or compounds thereof
    • C08G63/863Germanium or compounds thereof

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Description

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG 1939923 Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG 1939923

Unser Zeichen: O.Z. 25 843 Möb/Stä 6700 Ludwigshafen, 5. August 1969Our reference: O.Z. 25 843 Möb / Stä 6700 Ludwigshafen, August 5, 1969

Verfahren zur Herstellung hochmolekularer PolyesterProcess for the production of high molecular weight polyesters

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen linearen Polyestern unter Verwendung von Germaniumverbindungen als Polykondensationskatalysatoren. The invention relates to a method for the production of high molecular weight linear polyesters using germanium compounds as polycondensation catalysts.

Es ist. bekannt, lineare hochmolekulare Polyester dadurch herzustellen, daß man Dicarbonsäuren bzw. geeignete Derivate davon mit bifunktionellen Alkoholen umsetzt. Die technische Herstellung des Polyesters wird dabei im allgemeinen zweistufig durchgeführt. In der ersten Stufe wird zunächst ein geeignetes Zwischenprodukt hergestellt, das in der zweiten Stufe polykondensiert wird. So wird beispielsweise bei der Herstellung von Polyäthylenglykolterephthalat, das die größte technische Bedeutung erlangt hat, in der ersten Stufe Terephthalsäuredimethylester mit Äthylenglykol zu Bis-hydroxyäthyl-terephthalat bzw. dessen oligomeren Vorkondensationsprodukten umgesetzt. Es kann aber auch, vorausgesetzt, daß eine Terephthalsäure genügender Reinheit zur Verfügung steht, der Dimethylester durch Terephthalsäure ersetzt werden. Das so gebildete Bis-hydroxy^äthyl-terephthalat wird anschließend in der zweiten Stufe zu hochmolekularem Polyäthylenglykolterephthalat kondensiert, wobei hohe Temperaturen und niedriger Druck angewendet werden. Dieses polymere Produkt ist ein wertvolles Ausgangsprodukt für Fasern, Fäden und Filme. Zur Beschleunigung der Polykondensationsreaktion ist es notwendig, einen Katalysator anzuwenden. Es wurden schon viele Katalysatoren für diesen Zweck vorgeschlagen, z, B. Antimonverbindungen, Zinkverbindungen oder Titanverbindungen. Sie weisen jedoch alle gewisse Nachteile auf. So erfolgt z. B. bei Verwendung von Antimonverbindungen im Verlauf der Polykondensation eine teilweise Reduktion zu metallischem Antimon, so daß die Kondensate einen Graustich aufweisen und unter Umständen Agglomerate enthalten, die zu Schwierigkeiten bei der Verspinnung und Verstreckung führen. Dieser Nachteil wird besonders bedeutungsvoll bei Polyestermaterial, welches für fotographische Zwecke eingesetzt wird, beispielsweise bei Verwendung von Polyesterfolien als Unterlage für lichtempfindliche Schichten. Bei einer KatalyseIt is. known to produce linear high molecular weight polyesters by that dicarboxylic acids or suitable derivatives thereof are reacted with bifunctional alcohols. The technical production of the polyester is generally carried out in two stages. In the first stage, a suitable intermediate is first made produced, which is polycondensed in the second stage. For example, in the manufacture of polyethylene glycol terephthalate, which has achieved the greatest technical importance, in the first stage, dimethyl terephthalate with ethylene glycol to bis-hydroxyethyl terephthalate or its oligomeric precondensation products implemented. But it can also, provided that a terephthalic acid of sufficient purity is available, the dimethyl ester can be replaced by terephthalic acid. That so formed bis-hydroxy ^ äthyl-terephthalat is then in the second stage condenses to form high molecular weight polyethylene glycol terephthalate, using high temperatures and low pressure will. This polymer product is a valuable starting product for fibers, threads and films. To accelerate the polycondensation reaction it is necessary to apply a catalyst. Many catalysts have been proposed for this purpose, e.g. antimony compounds, zinc compounds or titanium compounds. However, they all have certain disadvantages. So z. B. when using antimony compounds in the course of the polycondensation a partial reduction to metallic antimony, so that the condensates have a gray tinge and may contain agglomerates that cause problems during spinning and stretching. This disadvantage becomes particularly significant in the case of polyester material which is used for photographic purposes, for example when using polyester films as a base for light-sensitive layers. In a catalysis

534/68 009818/1850534/68 009818/1850

. - 2 - O.Z. 25 843. - 2 - O.Z. 25 843

mit Zinkverbindungen leidet im allgemeinen die thermische Stabilität der Polyester-Schmelze und es treten in starkem Maße Zersetzungsreaktionen auf. Der Einsatz von Titanverbindungen führt zu gelblich gefärbten Produkten.with zinc compounds, the thermal stability generally suffers the polyester melt and decomposition reactions occur to a large extent on. The use of titanium compounds leads to yellowish colored products.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Germanium bzw. bestimmte Germaniumverbindungen als Kondensationskatalysatoren einzusetzen. So beschreibt die US-Patentschrift 2 578 660 die Verwendung von Germanium oder Germaniumoxid. In der belgischen Patentschrift 659 3^1 wird die Verwendung von amorphem Germaniumdioxid beansprucht. Hier ist von Nachteil, daß in heterogener Phase gearbeitet werden muß. In der deutschen Patentschrift 1 216 5*14 werden als fc Katalysatoren Germaniumalkoxide, besonders Germaniumtetraäthylat, vorgeschlagen. Diese Germaniumverbindungen sind jedoch nur aufwendig herzustellen. Die Verwendung der erwähnten Germaniumverbindungen führt zwar im allgemeinen zu Produkten, die eine bessere farbliche Qualität als mit Antimonkatalysatoren hergestellte aufweisen. Nachteilig ist jedoch ein niederer Schmelzpunkt und eine verminderte Lichtechtheit der Kondensate, die durch einen höheren Diglykol-Anteil im Polyester verursacht werden.It has also been proposed to use germanium or certain germanium compounds as condensation catalysts. For example, US Pat. No. 2,578,660 describes the use of germanium or germanium oxide. In the Belgian patent specification 659 3 ^ 1 the use of amorphous germanium dioxide is claimed. The disadvantage here is that work has to be carried out in a heterogeneous phase. In the German patent specification 1 216 5 * 14 are used as fc catalysts germanium alkoxides, especially germanium tetraethylate, suggested. However, these germanium compounds are difficult to manufacture. The use of the mentioned germanium compounds It generally leads to products that have a better color quality than those made with antimony catalysts exhibit. However, the disadvantage is a low melting point and a reduced lightfastness of the condensates, which by a higher diglycol content in the polyester.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren zur Herstellung farbloser linearer Polyester zu finden, die gleichzeitig eine verbesserte Lichtechtheit aufweisen, wobei der Katalysator in homogener Phase vorliegt. Diese und weitere, sich aus dem P folgenden ergebenden Aufgaben werden durch die Erfindung gelöst.The object of the present invention is to provide a simple method for the production of colorless linear polyesters, which at the same time have improved lightfastness, the catalyst is in a homogeneous phase. These and other objects which follow from the P are achieved by the invention.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung linearer Polyester durch Polykondensation von Bis-glykolestern von organischen Dicarbonsäuren oder deren niedrigmolekularen Vorkondensaten unter Verwendung von stickstoffhaltigen Germaniumverbindungen als Polykondensationskatalysatoren, wobei Germaniumverbindungen verwendet werden, die durch Auflösen von Germaniumdioxid in Wasser unter der Einwirkung von flüchtigen Monoaminen mit aliphatischen oder cycloaliphatischen Resten erhalten worden sind.The invention relates to a method for producing linear Polyester by polycondensation of bis-glycol esters of organic Dicarboxylic acids or their low molecular weight precondensates using nitrogen-containing germanium compounds as Polycondensation catalysts, using germanium compounds are made by dissolving germanium dioxide in water under the action of volatile monoamines with aliphatic or cycloaliphatic radicals have been obtained.

Die erfindungsgemäß verwendeten Germaniumverbindungen können folgendermaßen hergestellt werden: .The germanium compounds used according to the invention can be prepared as follows:.

009818/1850009818/1850

- 3 - O.Z. 25 843- 3 - O.Z. 25 843

Im allgemeinen wird amorphes Germaniumdioxid in eine Mischung von Wasser und flüchtigem organischem Monoamin eingetragen. Unter Bewegung, wie unter Rühren oder Schütteln, geht das Germaniumdioxid in Lösung. Es hat sich gezeigt, daß auch das kristalline Germaniumdioxid sich ohne Schwierigkeiten in der Mischung von Wasser und Amin auflösen läßt. Die Reaktionstemperatur liegt im allgemeinen zwischen dem Erstarrungspunkt und dem Siedepunkt der Mischung, vorzugsweise "bei Temperaturen zwischen 0 und 1000C, insbesondere zwischen 20 und 1000C. Gelegentlich kann es vorteilhaft sein, bei überdruck höhere Temperaturen anzuwenden.Generally, amorphous germanium dioxide is added to a mixture of water and volatile organic monoamine. With movement, such as stirring or shaking, the germanium dioxide dissolves. It has been shown that the crystalline germanium dioxide can also be dissolved in the mixture of water and amine without difficulty. The reaction temperature is generally between the solidification point and the boiling point of the mixture, preferably at temperatures between 0 and 100 ° C., in particular between 20 and 100 ° C. Occasionally, it can be advantageous to use higher temperatures at excess pressure.

Die flüchtigen Monoamine mit aliphatischen oder cycloaliphatischen Resten am.Stickstoffatom können primäre, sekundäre oder tertiäre Amine sein. Die Reste am Stickstoffatom können gleich oder verschieden sein. Es kommen insbesondere aliphatische geradkettige oder verzweigte Reste mit 1 bis 10, insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder cycloaliphatische Reste mit 3 bis 8, insbesondere 3 bis 6 Kohlenstoffatomen im Ring in Frage. Die Reste am Stickstoff können miteinander zuir. Ring verbunden sein. Es ist günstig, wenn die Monoamine einen Siedepunkt haben, der unter oder in der Nähe des Siedepunktes der für die Polyesterherstellung verwendeten Glykole liegt. Auf diese Weise ist bei der Polykondensation eine Entfernung überschüssiger bzw. freiwerdender Monoamine ohne weiteres möglich. Im allgemeinen werden flüchtige Monoamine bis zu einem Siedepunkt von ca. 25O°C, insbesondere ca. 23O°C, bei 760 mm Hg1 verwendet. Es versteht sich von selbst, daß solche Basen gewählt werden, die sich bei den angewandten Polykondensationstemperaturen nicht unter Verfärbung zersetzen.The volatile monoamines with aliphatic or cycloaliphatic radicals on the nitrogen atom can be primary, secondary or tertiary amines. The radicals on the nitrogen atom can be identical or different. In particular, aliphatic straight-chain or branched radicals with 1 to 10, in particular 1 to 6 carbon atoms or cycloaliphatic radicals with 3 to 8, in particular 3 to 6 carbon atoms in the ring are suitable. The residues on the nitrogen can close together. Be connected to the ring. It is favorable if the monoamines have a boiling point which is below or near the boiling point of the glycols used for polyester production. In this way, removal of excess or liberated monoamines is readily possible during the polycondensation. In general, volatile monoamines are used up to a boiling point of approx. 250 ° C., in particular approx. 230 ° C., at 760 mm Hg 1 . It goes without saying that bases are chosen which do not decompose with discoloration at the polycondensation temperatures used.

Beispiele geeigneter Monoamine sind solche mit geradkettigen oder verzweigten Alkylresten mit 1 bis 10, insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, oder mit Cycloalkylresten mit 3 bis 8, insbesondere 3 bis 6 Kohlenstoffatomen im Ring, oder Monoamine, bei denen die aliphatischen Reste am Stickstoffatom miteinander zu einem Ring, beispielsweise zu einem fünf- oder sechsgliedrigen Ring, gegebenenfalls über Sauerstoff, verbunden sind. Beispielsweise seien genannt: Methylamin, Ä'thylamin, iso-Propylamin, n-Butylamin, Diäthylamin, Trimethylamin, Triäthylamin, Diisopropylamin, Diisobutylamin, n-Hexylamin, n-Octylamin, Cyclohexylamin, Cyclooctylamin, Ν,Ν-Dimethylcyclohexylamin, Dicyclohexylamin, fernerExamples of suitable monoamines are those with straight-chain or branched alkyl radicals with 1 to 10, in particular 1 to 6, carbon atoms, or with cycloalkyl radicals having 3 to 8, in particular 3 to 6 carbon atoms in the ring, or monoamines in which the aliphatic radicals on the nitrogen atom with one another to form a ring, for example a five- or six-membered ring, if appropriate via oxygen. Examples include: methylamine, ethylamine, iso-propylamine, n-butylamine, diethylamine, Trimethylamine, triethylamine, diisopropylamine, diisobutylamine, n-hexylamine, n-octylamine, cyclohexylamine, cyclooctylamine, Ν, Ν-dimethylcyclohexylamine, dicyclohexylamine, also

0 0 9819/18500 0 9819/1850

BAa-ORlGINALBAa ORlGINAL

-H--H- '' O.Z. 25 843O.Z. 25 843

"Pyrrolidin, Piperidin oder Morpholin. Es kommen auch Gemische von Basen in Frage."Pyrrolidine, piperidine or morpholine. Mixtures can also be used of bases in question.

Welche Mengen an organischer Base zur Lösung des Germaniumdioxids nötig sind, hängt von der Art der verwendeten basischen Stickstoffverbindung ab und kann durch einfache Vorversuche leicht ermittelt werden. Die Auflösung des zunächst schwerlöslichen Germaniumdioxids in dem wässerigen Reaktionsmedium kann leicht verfolgt werden. Ein Überschuß von Base kann ohne weiteres verwendet werden: Ist die Base in Wasser schlecht löslich, kann der Überschuß nach Reaktion leicht abgetrennt werden, andernfalls kann ein Überschuß Base bei der späteren Polykondensation mit dem freiwerdenden ψ Glykol entfernt werden. Im allgemeinen liegt das Molverhältnis Base zu Germaniumdioxid zwischen 0,3 und 100, insbesondere zwischen 0,4 und 10.The amount of organic base required to dissolve the germanium dioxide depends on the type of basic nitrogen compound used and can easily be determined by simple preliminary tests. The dissolution of the initially sparingly soluble germanium dioxide in the aqueous reaction medium can easily be followed. An excess of base can be used without further ado: If the base is poorly soluble in water, the excess can easily be separated off after the reaction, otherwise an excess of base can be removed during the subsequent polycondensation with the ψ glycol released. In general, the molar ratio of base to germanium dioxide is between 0.3 and 100, in particular between 0.4 and 10.

Das Mengenverhältnis des Germaniumdioxids zu Wasser beträgt im allgemeinen zwischen 10 zu 90 und 50 zu 50. Gegebenenfalls ist es möglich, Lösungsvermittler, beispielsweise solche Glykole, wie sie für die Herstellung der linearen Polyester verwendet werden, für die Umsetzung von organischer Base mit dem Germaniumdioxid neben Wasser zu verwenden. Im allgemeinen können zweckmäßig, bis zu 50 Gew.? des Wassers durch die LösungsVermittler ersetzt werden.The proportion of germanium dioxide to water is generally between 10:90 and 50:50 it is possible to use solubilizers, for example such glycols as are used for the production of linear polyesters, to use for the conversion of organic base with germanium dioxide in addition to water. In general, it may be appropriate to to 50 wt.? of the water can be replaced by the solubilizers.

Engt man die wässerigen Lösungen der erhaltenen Germaniumverbin- w düngen ein, so erhält man farblose, salzartige Germaniumverbindungen, die anschließend wieder in Wasser oder Glykolen aufgelöst werden können. Das Verhältnis von Stickstoff zu Germaniumgehalt deutet darauf hin, daß hier Salze von Germaniumsäuren bzw. von Germanitunpolysäuren mit den verwendeten Basen vorliegen.If the concentrated aqueous solutions of Germaniumverbin- obtained w fertilize a, one obtains colorless salt-like germanium compounds, which can then be redissolved in water or glycols. The ratio of nitrogen to germanium content indicates that salts of germanium acids or germanitun polyacids with the bases used are present here.

Als zu polykondensierende Bis-glykolester von organischen Dicarbonsäuren kommen beispielsweise solche von aliphatischen Dicarbonsäuren mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen, cycloaliphatische mit insbesondere 4 bis 6 Kohlenstoffatomen im Ring oder insbesondere aromatische mit 1 oder 2 aromatischen Ringen in Frage. Beispiele geeigneter Dicarbonsäuren sind Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Cyclobutan-l^-dicarbonsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Diphenyldicarbonsäure, ρ,ρ'-Sulfonylphenyldicarbonsäure, ρ,ρ'-Dicarboxydiphenyläthan, 2,6- oder 2,7-Naphthalindicarbonsäure oder 2,5-Thio-As bis-glycol esters of organic dicarboxylic acids to be polycondensed For example, those of aliphatic dicarboxylic acids with up to 20 carbon atoms, cycloaliphatic with in particular 4 to 6 carbon atoms in the ring or, in particular, aromatic ones with 1 or 2 aromatic rings. Examples of suitable ones Dicarboxylic acids are succinic acid, adipic acid, sebacic acid, cyclobutane-l ^ -dicarboxylic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, diphenyldicarboxylic acid, ρ, ρ'-sulfonylphenyldicarboxylic acid, ρ, ρ'-dicarboxydiphenylethane, 2,6- or 2,7-naphthalenedicarboxylic acid or 2,5-thio-

009819/1850009819/1850

- 5 - O.Z, 25 8i»3- 5 - O.Z, 25 8i »3

phendicarbonsäure, insbesondere Terephthalsäure.phendicarboxylic acid, especially terephthalic acid.

Als Glykolkomponenten zur· Bildung der Bis-glykolester kommen insbesondere aliphatische oder cycloaliphatische Glykole mit 2 bis 10, vorteilhaft 2 bis 8 Kohlenstoffatomen in Frage, wie Propylenglykol, Tetramethylenglykol, Hexamethylenglykol, Neopentylglykol oder 1,4-Bis-hydroxymethyl-cyclohexan, insbesondere Äthylenglykol. Ein besonders bevorzugter Bis-glykolester ist Diäthylenglykolterephthalat. The bis-glycol esters are formed as glycol components in particular aliphatic or cycloaliphatic glycols having 2 to 10, advantageously 2 to 8 carbon atoms, such as Propylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, neopentyl glycol or 1,4-bis-hydroxymethyl-cyclohexane, especially ethylene glycol. A particularly preferred bis-glycol ester is diethylene glycol terephthalate.

Die erfindungsgemäß zu polykondensierenden Bis-glykolester können durch Direktveresterung der Säuren mit den Glykolen oder Epoxiden oder durch Umesterung auf übliche Weise hergestellt werden. Beispielsweise sei die Umesterung von Dimethylterephthalat mit Äthylenglykol in Gegenwart von Umesterungskatalysatoren, wie Zinkoder Manganacetat, genannt. Es ist vielfach üblich, die verwendeten Umesterungskatalysatoren mit Phosphorverbindungen, wie Triphenylphosphit, vor der Polykondensation zu inaktivieren. Die Glykolester können niedrigmolekulare Vorkondensate enthalten.The bis-glycol esters to be polycondensed according to the invention can be prepared by direct esterification of the acids with the glycols or epoxides or by transesterification in the usual way. For example, the transesterification of dimethyl terephthalate is with Ethylene glycol in the presence of transesterification catalysts such as zinc or manganese acetate. It is common to use the To inactivate transesterification catalysts with phosphorus compounds, such as triphenyl phosphite, before the polycondensation. the Glycol esters can contain low molecular weight precondensates.

Die Polykondensation der Bis-glykolester kann nach Zusatz der erfindungsgemäßen Germaniumverbindungen ein- oder, bevorzugt', mehrstufig durchgeführt werden. Die Germaniumverbindungen können in isolierter Form, in Mischung mit Glykol oder in wässeriger Lösung, wie sie hergestellt werden, der Schmelze der Bis-glykolester zugesetzt werden. Die Polykondensation wird im allgemeinen bei Temperaturen von 220 bis 3000C bei einem Druck von 760 Torr bis herab zu 0,1 Torr durchgeführt. Das gegebenenfalls mit den Germaniumverbindungen eingebrachte Wasser wird bei den angewendeten hohen Temperaturen und bei den niederen Drucken rasch entfernt, so daß eine Verseifung der Bis-glykolester bzw. der Vorkondensate nicht zu befürchten ist. Oft ist es zweckmäßig, bis zu relativenThe polycondensation of the bis-glycol esters can, after the addition of the germanium compounds according to the invention, be carried out in one or, preferably, in multiple stages. The germanium compounds can be added to the bis-glycol ester melt in isolated form, as a mixture with glycol or in an aqueous solution as they are produced. The polycondensation is generally carried out at temperatures from 220 to 300 ° C. at a pressure from 760 torr down to 0.1 torr. Any water introduced with the germanium compounds is quickly removed at the high temperatures used and at the low pressures, so that saponification of the bis-glycol esters or the precondensates is not to be feared. Often it is useful up to relative

Viskositäten der erhaltenen Polyester von 1,3** bis 1,46, insbesondere von mindestens 1,39> zu kondensieren.Viscosities of the polyester obtained from 1.3 ** to 1.46, in particular of at least 1.39> to condense.

Die Menge an zugesetzten Germaniumverbindungen beträgt im allgemeinen 0,005 bis 0,1, insbesondere 0.005 bis 0,03 Gew.£, berechnet als Germaniumdioxid und bezogen auf fertigen Polyester.The amount of germanium compounds added is generally from 0.005 to 0.1, in particular from 0.005 to 0.03, by weight, calculated as germanium dioxide and based on finished polyester.

- 6 009819/1850 - 6 009819/1850

-δ - O.Z. 25 843-δ - O.Z. 25 843

Es ist aber auch möglich, die Germaniumverbindungen bereits bei der Herstellung der Bis-glykolester, beispielsweise bei der Umesterung von Dimethylterephthalat mit Xthylenglykol zuzusetzen.But it is also possible to use the germanium compounds during the production of the bis-glycol esters, for example during transesterification of dimethyl terephthalate with ethylene glycol to be added.

Bei der Herstellung der Polyester können übliche Zusätze, wie Pigmente, wie TiOp, Antistatika oder Farbstoffe, vor, während oder nach der Kondensation eingearbeitet werden.In the production of the polyester, customary additives, such as Pigments, such as TiOp, antistatic agents or dyes, can be incorporated before, during or after the condensation.

Die erfindungsgemäß erhaltenen Polyester können direkt oder nach ihrer überführung in Schnitzel oder dergleichen über ihre Schmelze weiterverarbeitet werden, beispielsweise zu Fasern, Fäden oder ^ Folien. Die so erhaltenen Fasern, Fäden oder Folien zeigen gute ™. technologische Eigenschaften. Auch eine Verarbeitung zu Spritzgußartikeln ist möglich.The polyester obtained according to the invention can be used directly or after their conversion into schnitzel or the like via their melt further processed, for example into fibers, threads or ^ films. The fibers, threads or films obtained in this way show good results ™. technological properties. Also processing into injection molded articles is possible.

Die erfindungsgemäß erhaltenen Polyester zeichnen sich vor allem durch eine sehr gute Farbqualität aus: Sie haben praktisch keine Eigenfarbe. Dies ist umso überraschender, als bisher die Meinung herrschte, daß die Anwesenheit basischer Stickstoffverbindungen während der Polykondensation zu. einer Verfärbung der Polyester führt. Gegenüber Polyestern, die mit den bisher üblichen Germaniumverbindungen erhalten worden sind, zeichnen sich die erfindungsgemäß erhaltenen durch einen höheren Schmelzpunkt und eine bessere Lichtechtheit aus, was wohl auf einen geringeren Gehalt an Difc glykol zurückzuführen ist. Da die verwendeten Germaniumverbindungen im Polykondensationsgemisch bzw. im fertigen Polyester löslich sind, ergibt sich eine erhöhte Polykondensationsgeschwindigkeit und eine gute Filtrierbarkeit der fertigen Polyester.The polyesters obtained according to the invention are distinguished above all by a very good color quality: they have practically no color of their own. This is all the more surprising since it has hitherto been the opinion that the presence of basic nitrogen compounds during the polycondensation increases. discoloration of the polyester. Compared to polyesters obtained with the germanium compounds customary hitherto, those obtained according to the invention are distinguished by a higher melting point and better lightfastness, which is probably due to a lower content of difc glycol. Since the germanium compounds used are soluble in the polycondensation mixture or in the finished polyester, the result is an increased polycondensation rate and good filterability of the finished polyester.

Die erfindungsgemäß verwendeten Germaniumkatalysatoren sind, wie beschrieben, aus dem leicht zugänglichen Germaniumdioxid durch y einfache Reaktion bequem und wirtschaftlich zu erhalten, wobei sowohl das amorphe als auch das kristalline Germaniumdioxid verwendet werden kann. Von Vorteil ist ferner, daß auch konzentrierte Lösungen der erfindungsgemäßen Germaniumkatalysatoren erhalten werden können. Durch Zusatz konzentrierter Katalysatorlösungen wird der Reaktionsansat ζ bei der Polyesterherstellung weniger ver-. dünnt.Germanium catalysts are used in the invention, from the readily accessible by germanium y simple reaction conveniently and economically obtained, wherein both the amorphous and the crystalline germanium can be used as described. A further advantage is that concentrated solutions of the germanium catalysts according to the invention can also be obtained. By adding concentrated catalyst solutions, the reaction mixture ζ is less consumed in polyester production. thins.

009819/18S0 - 7 -009819 / 18S0 - 7 -

- 7 - O,Z. 25 81*3- 7 - O, Z. 25 81 * 3

Die im Beispiel angegebenen Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht.The parts and percentages given in the example are based on weight.

Beispielexample

a) Herstellung von Diäthylenglykolterephthalat bzw. dessen Vorkondensaten: a) Production of diethylene glycol terephthalate or its precondensates:

970 Teile Dimethylterephthalat, 775 Teile Äthylenglykol und 0,2 . Teile Zinkacetat werden in einem nichtrostenden Stahlgefäß unter Stickstoffatmosphäre bei 150°C aufgeschmolzen und unter Rühren im Verlauf von 3 bis i? Stunden bis auf 22O°C erhitzt, wobei zunächst Methanol und schließlich auch Äthylenglykol abdestilliert.970 parts of dimethyl terephthalate, 775 parts of ethylene glycol and 0.2. Parts of zinc acetate are placed in a stainless steel vessel Melted nitrogen atmosphere at 150 ° C and stirring in the course of 3 to i? Hours heated to 22O ° C, initially Methanol and finally also ethylene glycol distilled off.

b) Herstellung von Germaniumkatalysatoren:b) Manufacture of germanium catalysts:

Typ I: amorphes Germaniumdioxid in fester Form; Typ II: durch Erhitzen von 1 Teil Germaniumdioxid in 99 Teilen Äthylenglykol auf Rückflußtemperatur erhaltene Lösung; Typ IHa: aus 1 Teil Germaniumdioxid in einem Gemisch aus M Teilen Wasser und 1,1 Teilen Trimethylamin bei 200C erhaltene LösungiType I: amorphous germanium dioxide in solid form; Type II: solution obtained by heating 1 part of germanium dioxide in 99 parts of ethylene glycol to reflux temperature; Lösungi obtained from 1 part of germanium dioxide in a mixture of M parts of water and 1.1 parts of trimethylamine at 20 0 C: Type IIIa

Typ IHb: durch Eindampfen der gemäß IHa erhaltenen Lösung isolierte Germaniumverbindung;Type IHb: isolated by evaporating the solution obtained according to IHa Germanium compound;

Typ IIIcj glykolische lprozentige Lösung der gemäß IHb isolierten Germaniumverbindung;Type IIIcj glycolic 1 percent solution of the isolated according to IHb Germanium compound;

Typ IV: aus 1 Teil Germaniumdioxid in einem Gemisch aus Ί Teilen Wasser und 0,97 Teilen Diisopropylamin bei 20°C erhaltene Lösung; Typ V: aus 1 Teil Germaniumdioxid in einem Gemisch aus k Teilen Wasser und 0,62 Teilen Diisobutylamin bei 200C erhaltene Lösung; Typ VI: aus 1 Teil Germaniumdioxid in einem Gemisch aus 4 Teilen Wasser und 0,86 Teilen Dicyclohexylamin erhaltene Lösung; Typ VII: aus 1 Teil Germaniumdioxid in einem Gemisch aus H Teilen Wasser und 0,45 Teilen Piperidin erhaltene Lösung; Typ VIII: aus 1 Teil Germaniumdioxid in einem Gemisch aus M Teilen Wasser und 0,4» Teilen Morpholin erhaltene Lösung.Type IV: solution obtained from 1 part of germanium dioxide in a mixture of Ί parts of water and 0.97 parts of diisopropylamine at 20 ° C; Type V: solution obtained from 1 part of germanium dioxide in a mixture of k parts of water and 0.62 parts of diisobutylamine at 20 ° C .; Type VI: solution obtained from 1 part of germanium dioxide in a mixture of 4 parts of water and 0.86 part of dicyclohexylamine; Type VII: solution of 1 part of germanium dioxide in a mixture of H parts of water and 0.45 parts of piperidine; Type VIII: solution obtained from 1 part of germanium dioxide in a mixture of M parts of water and 0.4 parts of morpholine.

Für die Herstellung der Katalysatortypen I bis VIII diente amorphes Germaniumdioxid.Served for the production of the catalyst types I to VIII amorphous germanium dioxide.

009819/1850 _ 8 .009819/1850 _ 8 .

c) Polykondensation:c) Polycondensation:

O.Z. 25 843O.Z. 25 843

Ein gemäß a) hergestelltes Umesterungsprodukt wird mit jeweils 0,4 Teilen Triphenylphosphit und mit jeweils einer solchen Menge Katalysator I bis VIII versetzt, daß umgerechnet auf fertiges Polyäthylenterephthalat 0,01 bzw. 0,02 % GeO2 kommen. Die Mischung wird unter Rühren auf 2450C gebracht. Innerhalb von 2 Stunden wird der Druck von 760 Torr auf 0,5 Torr reduziert und gleichzeitig die Temperatur auf 275°C erhöht. Bei diesen Bedingungen wird 3 Stunden nachkonde,nsiert. Das fertige Polykondensat wird unter Stickstoff ausgepreßt, nach Durchlaufen eines Wasserbades granuliert und getrocknet.A transesterification product prepared according to a) is mixed with 0.4 parts of triphenyl phosphite each and with such an amount of catalyst I to VIII that, converted to finished polyethylene terephthalate, 0.01 or 0.02 % GeO 2 is obtained. The mixture is brought to 245 ° C. with stirring. The pressure is reduced from 760 torr to 0.5 torr over the course of 2 hours and the temperature is increased to 275 ° C. at the same time. Under these conditions, nsation takes place for 3 hours. The finished polycondensate is pressed out under nitrogen, granulated after passing through a water bath and dried.

In der Tabelle sind relative Viskositäten, Schmelzpunkte und Diglykolgehalte der erhaltenen Polyäthylenterephthalate angegeben. Die relativen Viskositäten wurden in Form 0,5prozentiger Lösungen bei 25°C in einem Phenol-o-Dichlorbenzol-Gemisch 3 : 2 mit Hilfe eines Ubbelohde-Viskosimeters und die Schmelzpunkte mittels eines Polarisationsmikroskopes bestimmt.The table shows relative viscosities, melting points and diglycol contents of the polyethylene terephthalates obtained. The relative viscosities were measured in the form of 0.5 percent solutions at 25 ° C. in a phenol-o-dichlorobenzene mixture 3: 2 with the aid an Ubbelohde viscometer and the melting points determined by means of a polarizing microscope.

TabelleTabel

Katalysator
typ
catalyst
Type
Zusatz
an Germanium-
Verbindung %
additive
of germanium
Connection %
relative
Viskosität
relative
viscosity
Farbtonhue Schmelzpunkt
0C
Melting point
0 C
55
I (Vergleichs
versuch)
I (compar
attempt)
0,010.01 1.3481,348 farbloscolorless 257,257,
II (Vergleichs
versuch)
II (compar
attempt)
0,010.01 1.3851,385 farbloscolorless 257257
IHaIHa 0,010.01 1.3671,367 färb loscolor go 260260 55 HIbHIb 0,010.01 1.3811,381 farbloscolorless 260.260. HIcHIc 0,010.01 1.4161,416 farbloscolorless 260260 IVIV 0,010.01 1.3881,388 färbloscolorless 262262 VV 0,010.01 1.3721,372 farbloscolorless 261261 55 VIVI 0,01
00981
0.01
00981
1.379
9/1850
1,379
9/1850
farbloscolorless 262.
- 9
262.
- 9

- 9 - O.Z. 25 843- 9 - O.Z. 25 843

Katalysator- Zusatz relative Farbton ScnrtiexzpanKiCatalyst additive relative hue ScnrtiexzpanKi

typ an Germanium- Viskosität o„ type of germanium viscosity o "

Verbindung % Connection %

VII
VIII
VII
VIII

00 ,020, 020 11 .435.435 farbloscolorless 259259 ,5, 5 00 ,01, 01 11 .346.346 farbloscolorless 260260 00 ,01, 01 11 .366.366 farbloscolorless 261261

Der erhöhte Schmelzpunkt der unter Verwendung der erfindungsgemäßen Katalysatortypen III bis VIII erhaltenen Polyäthylenterephthalate läßt sich ohne weiteres erkennen.The increased melting point of using the inventive The polyethylene terephthalates obtained from catalyst types III to VIII can be readily recognized.

00 9819/185000 9819/1850

Claims (2)

PatentansprücheClaims 1." Verfahren zur Herstellung linearer Polyester durch Polykondensation von Bis-glykolestern von organischen Dicarbonsäuren oder deren niedrigmolekularen Vorkondensaten unter Verwendung von Germaniumverbindungen als Polykondensationskatalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß Germaniumverbindungen verwendet werden, die durch Auflösen von Germaniumdioxid in Wasser unter der Einwirkung von flüchtigen Monoaminen mit aliphatischen oder cycloaliphatischen Resten erhalten worden sind.1. "Process for the production of linear polyesters by polycondensation of bis-glycol esters of organic dicarboxylic acids or their low molecular weight precondensates using germanium compounds as polycondensation catalysts, characterized in that germanium compounds are used which are obtained by dissolving germanium dioxide in water under the action of volatile monoamines aliphatic or cycloaliphatic radicals have been obtained. 2. Verfahren zur Herstellung linearer Polyester gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 0,005 bis 0,1 Gew.? Germaniumverbindungen, berechnet als Germaniumdioxid auf Polyester, verwendet.2. Process for the production of linear polyester according to claim 1, characterized in that 0.005 to 0.1 wt. Germanium compounds, calculated as germanium dioxide on polyester, are used. Badische Anilin- & Soda-Fabrik AGBadische Anilin- & Soda-Fabrik AG 009819/1850009819/1850
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NL (1) NL6916013A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9511182B2 (en) 2010-05-20 2016-12-06 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Medical treatment arrangement
US9592329B2 (en) 2010-03-15 2017-03-14 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh System for carrying out a blood treatment

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BE740745A (en) 1970-04-24
NL6916013A (en) 1970-04-28
AT282966B (en) 1970-07-27

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