DE2019429A1 - Verfahren zur Herstellung von Terephthalsaeurepolyestern mit verbesserten Eigenschaften - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Terephthalsaeurepolyestern mit verbesserten Eigenschaften

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DE2019429A1
DE2019429A1 DE19702019429 DE2019429A DE2019429A1 DE 2019429 A1 DE2019429 A1 DE 2019429A1 DE 19702019429 DE19702019429 DE 19702019429 DE 2019429 A DE2019429 A DE 2019429A DE 2019429 A1 DE2019429 A1 DE 2019429A1
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    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
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    • C08G63/16—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C08G63/20—Polyesters having been prepared in the presence of compounds having one reactive group or more than two reactive groups
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Description

2019429 FARBENFABRIKEN BAYER AG
LEVERKUSEN-Bayeiwnk * "' *""· '"'" Pitent-Abteiluns
Ad/Wi.
Verfahren zur Herstellung von Terephthalsäurepolyestern mit verbesserten Eigenschaften
Gegenstand der Erfindung sind hochmolekulare, lineare ä
Terephthalsaurepolyester mit Schmelzviskositäten von 500 bis 20 000 Poise bei 280 0C sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Es ist bekannt, daß Terephthalsaurepolyester, in die weitere polyfunktionelle Verbindungen, insbesondere aliphatische Polyhydroxylverbindungen, z.B. Glyzerin, Trimethylolpropan oder Pentaerythrit, einkondensiert sind, Verbesserungen hinsichtlich einiger Produkteigenschaften der daraus gefertigten Gegenstände aufweisen. Alle Zusätze dieser Art haben jedoch den großen Nachteil, daß sie zu vernetzten Produkten führen, die eine Verschlechterung wesentlicher Eigenschaften, z.B. der Verstreckbarkeit bei gesponnenen Fäden, zeigen. %
Es wurde nun überraschend gefunden, daß neue Terephthalsaurepolyester mit Schmelzviskositäten von 500 bis 20 000 Poise bei 280 0C, bestehend aus sich wiederholenden Alkylendiolterephthalat-Einheiten der allgemeinen Formel
.0 - R1 - 0 - OC - /A - CO
in der R1 einen C1-Cg-Alkylre st bedeutet, Le A 12 909
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t 2U19429
und aus 0,02 - 12 Mol-% teilweise mit Fettsäuren veresterter Polyolrest-Einheiten der allgemeinen Formel
- oc -
-Jf Yv- CO - 0■ - R0 - 0 - CO -
in der Rp einen verzweigten oder unverzweigten aliphatischen oder einen hydroaromatisehen Rest der Funktionalität 2 + n,
R-2 H oder einen C.-C.g-Alkylrest und η eine ganze Zahl von 1 bis 6 bedeuten,
verbesserte Eigenschaften hinsichtlich der Verstreckbarkeit und des Anfärbevermögens aufweisen. Gegenüber den bekannten Terephthalsäurepolyestern ist die Schmelzviskosität der erfindungsgemäßen Polyester schon bei Anteilen von 0,02 bis 12 Mol-96, bezogen auf den Polyester, der .obenerwähnten teilweise mit .Fettsäuren veresterten Polyolrest-Einheiten bei Temperaturen von 280 0C um etwa 3000 Poise erhöht.
Die erfindungsgemäßen Terephthalsäurepolyester werden unter den üblichen Reaktionsbedingungen hergestellt durch Polykondensation von Terephthalsäure mit aliphatischen C1-Cg-Diolen unter Zusatz von 0,03 - 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,03 - 1,0 Gewichtsprozent, teilweise mit Fettsäuren veresterter, zwei freie OH-Gruppen im Molekül aufweisender Polyole der allgemeinen Formel
(HO)2 -R2-(O- OC" - R3)n ,
in der R2 einen unverzweigten oder verzweigten aliphatischen oder einen hydroaromatisehen Rest der Funktionalität 2 + n,
R, H oder einen C.-C.g-Alkylrest und η eine ganze Zahl von 1 bis 6 bedeuten.
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21)19429
Als teilweise mit Fettsäuren veresterte Polyole werden für das Verfahren beispielsweise Teilester von Glyzerin, Erythrit, Pentaerythrit, Pentiten, Hexiten, Heptiten oder Trimethylolcyclohexan eingesetzt. Vorzugsweise wird Glyzerinmonostearat, Pentaerythritdistearat oder Trimethyiolcyclohexan-monostearat, verwendet.
Außer diesen nur in Mengen von 0,03 - 10 Gewichtsprozent, bezogen auf Terephthalsäure, zugesetzten Polyolen werden bei der Polykondensation, wie üblich, Diole, wie Äthylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol oder Cyclohexan-dimethanol mit Terephthalsäure oder ihren,Alkylestern umgesetzt. Beispielsweise wird zunächst Bis-2-hydroxyäthylterephthalat durch Umesterung von Dimethylterephthalat " mit Äthylenglykol oder Veresterung von Terephthalsäure lit Äthylenglykol in Gegenwart von Katalysatoren, wie Zinkac tat, hergestellt und anschließend die Polykondensation in Gegenwart von Polykondensationskatalysatoren, wie Antimontrioxid, Cerdioxid oder Germaniumdioxid, durchgeführt.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Terephthalsäurepolyester lassen sich zu hochfesten Fäden und Fasern mit verbesserten antistatischen Eigenschaften verarbeiten.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die folgenden λ
Beispiele näher erläutert.
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Beispiel 1
80 kg Terephthalsäuredimethylester und 70 kg Äthylenglykol werden 3 Stunden bei 180 0C mit 14,4 g Zinkacetat (0,018 Gew.-%) umgeestert. Nach der Umesterung gibt man dem Ansatz 0,018 Gew.-% GeO2* das in 11,6 g Natriumacetat und 1000 ml Äthylenglykol gelöst wurde, 0,072 Gew.-% Triphenylphosphit und 800 g (1 Gew.-%) Glyzerinmonostearat zu, erhöht die Temperatur allmählich auf 285 0C und evakuiert bis 0,1 Torr. Nach 3 Stunden erhält man.einen hochviskosen Polyester.
«.rel = 1,64 (gemessen an einer Lösung von
1 g Polyester in 100 ml Kresol bei 25 0C)
Schmelzviskosität bei 280 0C : 6 180 Poise Remission (460 mn) : 65,4 %
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1 09846/1780
Beispiele 2 - 5
— s
In den Beispielen 2-5 sind nur die Zusätze und Mengen geändert worden; sonst wurde nach der Vorschrift gemäß Beispiel 1 verfahren.
Tabelle Zusatz Gew. 1 ^rel Schmelz
viskosi
tät bei
280 0C		 850 Remission
Bei
spiel
Nr.		 Glyzerinmono-
stearat		 0, -% 1,63 4 750 65,7
2 Pentaerythrit-
distearat		 2' 5 1,61 5 300 60,3
3 Trimethylol-
cyclohexan-
monostearat		 2, 0 1,60 4 500 62,8
4 - - 5 1,61 3 65,8
5
Die erfindungsgemäßen Terephthalsäurepolyester weisen nach ihrer Verformung zu Fäden verbesserte antistatische Eigenschaften auf. Dieses wird in der Tabelle 2 durch Messung des Oberflächenwiderstandes eines Poly-(äthylenglykolterephthalats) bewiesen, das geringe Mengen der oben definierten Struktureinheiten enthält.
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2Ü19429
Tabelle 2
Polyester Zusatz Gew.-% Oberflächen
widerstand
1 Poly-(äthylen-
glykoltereph-
thalat		 Pentaery-
thritdi-
stearat		 0,3 1 · 107
2 Poly-(äthylen-
glykoltereph-
thalat		 Glyzerin-
monostea-
rat		 1,0 1 · 106
3 Poly-(äthylen-
glykoltereph-
thalat		 1 · 1013
Le A 12 909
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Claims (9)

  1. Patentansprüche;
    ί<1. Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen, linearen Terephthalsäurepolyestern durch Polykondensation von Terephthalsäure, oder ihren Alkylestern mit Diolen, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Polykondensation 0,03 - 10 Gew.-%, bezogen auf Terephthalsäure oder deren Ester, eines teilweise mit Fettsäuren veresterten aliphatischen oder hydroaromatischen Polyalkohols mit zwei freien OH-Gruppen neben den üblichen Diolen zusetzt,
  2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    man 0,03 - 1,0 Gew.-%, bezogen auf Terephthalsäure oder ™ deren Ester, eines teilweise mit Fettsäuren veresterten aliphatischen oder hydroaromatisehen Polyalkohols mit wenigstens zwei freien OH-Gruppen zusetzt.
  3. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als freie OH-Gruppen enthaltende Fettsäureester solche der allgemeinen Formel
    (HO)2 - R2 - (O - OC - R3)n
    in der Rp einen verzweigten oder unverzweigten, aliphatischen oder hydroaromatisehen Rest der Funktionalität 2 + n, ^
    R, H oder einen CL-CLg-Alkylrest und η eine ganze Zahl von 1 bis 6 bedeuten,
    verwendet werden.
  4. 4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als teilweise veresterter Polyalkohol Glyzerinmonostearat; verwendet wird.
    Le A 12 909 - 7 -
    109846/1.780
  5. 5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als teilweise veresterter Polyalkohol Pentaerythritdistearat verwendet wird.
  6. 6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als teilweise veresterter Polyalkohol ein solcher der Formel
    HOCH2 - /H\ - CH2OH
    CH2- 0· OC- (CH2) 16-CH verwendet wird.
    ■z
  7. 7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die teilweise veresterten Polyalkohole vor der Polykondensation zusetzt.
  8. 8. Terephthalsäurepolyester mit Schmelzviskositäten von bis 20 000 Poise bei 280 0C bestehend aus sich wiederholenden Alkylendiölterephthalat-Einheiten der allgemeinen Formel
    —lo -R1-O-
    OC - //\ - CO--
    in der R. einen C^-Co-Alkylrest bedeutet,
    und aus 0,02 - 12 Mol-%, bezogen auf den Polyester, teilweise mit Fettsäuren veresterter Polyolrest-Einheiten der allgemeinen Formel
    OC -V^\- CO-O-R9-O-OC -/^- CO -
    (0-0C-R3)n
    0 Le A 12 909 - 8 -
    109846/1780
    2G13429
    in der R2 einen verzweigten oder unverzweigten aliphatischen oder einen hydroaromatisehen Rest der Funktionalität 2 + n,
    R, H odrr einen C>-C^Q-Alkylrest und η eine ganze Zahl von 1 bis 6 bedeuten.
  9. 9. Fäden und Fasern bestehend aus Terephthalsäurepolyestem gemäß Anspruch 8.
    Le A 12 909 - 9 -
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