DE2040894A1 - Verfahren zur Herstellung linearer Polyester - Google Patents
Verfahren zur Herstellung linearer PolyesterInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- 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
- C08G63/12—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
- C08G63/16—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
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Description
!Ehe Goodyear Tire & Rubber Company, Akron, Ohio / USA
Verfahren zur Herstellung linearer Polyester
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung linearer Polyester. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit der
Herstellung einer fluiden Aufschlämmung aus GIykol und
Terephthalsäure.
Bei der Herstellung linearer Kondensat!onspolyester aus GIykol
und Terephthalsäure kann die Veresterungszeit vermindert
und die Produktivität der Reaktoren erhöht werden, wenn die
Aufschlämmung aua Glykol und Terephthalsäure vor der Einführung
in den Veresterungsreaktor erhitzt wird. Die Viskosi-
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tat derartiger Mischungen steigt jedoch schnell bei höheren
Temperaturen an, eo dass die Mischung oder die Aufschlämmung
sohwierig unter Verwendung einer Pumpe oder der üblichen
Torrlohtungen zu transportieren wird.
Die Viskosität von Aufscnlämmongen aus Glykol und Terephthalsäure steigt, falls die Teilchengrösse der Terephthalsäure
nicht gesteuert wird, ebenfalls schnell mit erhöhten Temperaturen an, so dass die Aufschlämmung nooh schwieriger zu pumpen
oder au transportieren wird als dies dann der Fall ist, wenn
die lellohengrösse gesteuert wird. Die Verwendung eines Übersohusses an Glykol zusammen mit der Terephthalsäure löst dieses Problem nicht in zufriedenstellender Weise.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung von linearen Eondensationspolyestern.
Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung linearer
Kondensationspolyester zur Verfügung gestellt, bei dessen Durchführung man von freien Dicarbonsäuren und freien Glykolen als
Reaktanten ausgeht. Ferner fällt in den Rahmen der Erfindung
die Schaffung einer Aufschlämmung oder Hisohung aus Terephthalsäure und freiem Olykol, die auch beim Erhitzen in einem solchen HaSe fluide bleibt, dass ein Transport mittels Üblicher
Transporteinrlohtungen möglich 1st.
Erfindungsgemäse kann die Erhöhung der Viskosität von Aufsohlämmungen oder Mischungen aus Glykol und Terephthalsäure
bei steigenden Temperaturen vermindert oder auf ein Minimum herabgesetzt werden, wenn kleine Mengen einer Verbindung zugesetzt werden, die aus bls-Hydroxyäthylterephthalat, Dimethylterephthalat, Dlmethylisophthalat, Sebacinsäure, Azelainsäure,
Polymeren mit niedrigem Molekulargewicht oder Mischungen davon ausgewählt wird. Auf diese Weise wird es möglich, die Auf-
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■- 3 -
schlammung oder Mischung bei erhöhten Tempera türen fluid au haltern,
Gewöhnlich beträgt die Menge der Verbindung oder der Mischungen, die zugesetzt wird, wischen ungefähr 1 und ungefähr
15 Gewichte-^, bezogen auf die Terephthalsäure. Die bevorzugte
Menge schwankt zwischen ungefähr 2 und ungefähr 5 Gewichts-jß,
bezogen auf die Terephthalsäure.
Sie Erhöhung der Viskosität dieser sowie anderer Mischungen aus
Äthylenglykol und Terephthalsäure beim Erhitzen kann durch die
Zugabe einer Verbindung auf ein Minimum herabgesetzt werden, die aus bis-Hydros äthyl terephthalate Dimethylterephthalat,
Dimethylisophthalat, Sebacinsäure, Azelainsäure, einem Polymeren
mit niedrigem Molekulargewicht oder einer Mischung davon besteht· Auf diese Welse kann eine fluide Mischung aus Ithylenglykol
und Terephthalsäure durch die Zugabe von bis-Hydroxyäthylterephthalat
auf höhere Temperaturen vor der Einführung in den
Reaktor erhitzt werden, und zwar infolge der Herabsetzung der Viskosität oder der Hemmung eines Viskositätsanstieges, der
normalerweise auftritt, wenn Mischungen aus Terephthalsäure und G-Iykol erhitzt werden. Die Erfindung ermöglicht insbesondere das
Erhitzen der Aufschlämmung, ohne dass dabei extreme Viskositäten erreicht werden, die kein Pumpen der Auf schlämmungen mehr μ
ermöglichen«
Bas bis-Hydroxyäthylterephthalat oder die anderen erfindungsgemässen
Verbindungen können der Mischung aus Ithylenglykol und Terephthalsäure zugesetzt werden oder auch dem Ithylenglykol
vor der Herstellung der fluiden Mischung, die Terephthalsäure enthält, zugemengt werden.
Die Viskosität der Aufschlämmung oder Mischung aus Glykol und
Terephthalsäure wird ferner durch das Verhältnis von G-lykol zu
Terephthalsäure beeinflusst. Bei Verhältnissen oberhalb 2,0:1,0
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let der Bedarf für die Zugabe von erflndungsgemäseen Verbindungen ηloht so kritisch wie dies dann der Fall ietf wenn das
Verhältnis von GIykol au Terephthalsäure unterhalb 2,0:1,0
liegt. Sie Erfindung 1st daher auf Aufsohlämmungen aua GIy kol
und Terephthalsäure gerichtet, bei denen das Verhältnis von Glykol su Terephthalsäure unterhalb 2,0:1,0 liegt.
Terephthalsäure, die aus 1480 g einer Mischung besteht, die
8ioh au 296 g aus Teilchen, von denen ungefähr 75 f>
durch ein Sieb mit einer lichten Haschenweite von 0,0?$ mm (250
mesh), Tyler Standard-Siebreihe) hindurchgehen, und au 1184 g aus Teilchen , von denen ungefähr 75 %
nioht durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,32 mm (48 mesh) hindurchgehen, zusammensetzt, wird mit
496 g Ithylenglykol in einem Verhältnis von 0,9 Mol GIykol
BU 1 Hol der Säure bei Zimmertemperatur vermischt. Die Mischung
besitzt bei 25°C eine Brookfield-Viskosität von 6200. Die
Mischung wird auf einer elektrischen Heizplatte auf 105°0
erhitzt. Bei dieser Temperatur trennen sich das Äthylenglykol und die Terephthalsäure und es bildet sich eine feste Terephthalsäuremasse. In der folgenden Tabelle I sind die Ergebnisse der Viskositätsmessungen bei verschiedenen Temperaturen
bus ammenge£as st.
Beispiele 2-5
Die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt,
wobei die Viskosität der Misohung bei verschiedenen Temperaturen gemessen wird. Der Unterschied zu dem Beispiel 1 be-
109811/204
steht darin, dass verschiedene Molverhältnisse Äthylenglylcol
zu terephthalsäure eingehalten werden. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle X zusammengefasst.
Die Viskositäten werden alle in 10- bis 15°0-Intervallen unter
Verwendung eines Brookfleld-Viskosimeters (Modell LVF) unter
Verwendung einer Spindel Hr. 3 und einer Geschwindigkeit von 6 Upm gemessen.
Tabelle I | 1 | 2 | 3 | 4140 | 4 | 5 | |
Beispiel | 0,9 | 1,0 | 1, | 2700 | 1 1,2 | 1»3 | |
Molverhältnis | - | ||||||
Äthylenglykol/ | 2060 | ||||||
Terephthalsäure | Viskosität | 1780 | (Centipoise) | ||||
Temperatur. 0C | 6240 | 6760 | 1800 | 2500 | 2060 | ||
25 | 4500 | 4340 | 1360 | 1960 | 1500 | ||
35 | 3860 | 3840 | 1340 | 1680 | 1480 | ||
45 | 3600 | 2880 | 1020 | 1600 | 1320 | ||
55 | 3420 | 2760 | 3620 | 1440 | 1360 | ||
65 | 3240 | 2940 | fest | 1220 | 1260 | ||
75 | 2560 | 2620 | 1020 | 1040 | |||
85 | 4960 | 2160 | 800 | 1480 | |||
95 | fest | 4240 | 740 | 1020 | |||
105 | - | fest | 460 | 600 | |||
115 | - | fest | fest | ||||
120 | |||||||
Beispiele 6-8 |
Bas in der folgenden Tabelle II angegebene bis-Hydroxyäthylterephthalat
wird zu 486,5 g Äthylenglykol gegeben. Die Terephthalsäure genäse Beispiel 1 wird in einer Menge von 1105 g
mit der Mischung aus Äthylenglykol und bis-Hydroxyätbylterephthaiat
vermischt. Dabei wird eine Aufschlämmung erhalten, die
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Xthylenglykol und Terephthalsäure in einem Holverhältnis von
1,2:1 rathält. Die Aufschlämmung wird bei Zimmertemperatur hergestellt und ansohliessend erhitzt. Die Brookfield-Viskositat der Aufschlämmung wird in 1O°C-Intervallen gemessen. Die
Ergebnisse sind in der Tabelle II zusammengefasst.
Menge des bis-Hydroxy
_ äthy!terephthalate
Tabelle | II | 7 | 8 |
6 | 5 * | 10 $ | |
2 Jt | Viskosität | (CentiDoise) | |
4100 | 4700 | ||
4200 | 2700 | - | |
- | - | — | |
2800 | — | 2800 | |
- | - | 2400 | |
2200 | 2000 | — | |
— | I7OO | - | |
- | - | — | |
1800 | - | 2100 | |
- | - | - | |
1400 | I5OO | — | |
— |
23 34 37 45 53 54 69 70 72 82
85
86 - 2500
93 1200
97 - 1600
100 ^- 4200
102 1100
110 113 120 130 132
10981 1 /2048
— | 2400 | — |
- | - | 10600 |
1000 | 4200 | 20600 |
1000 | — | — |
_ | 6400 |
Tabelle II (Portsetzung)
Menge des bis-Hydroxyäthylterephthalats
142 | 1200 |
143 | - |
150 | - |
151 | 1500 |
154 | WM |
160 | 4000 |
Beispiele £ - 11 |
5 $> 10 Ji Viskosität (Oentipoise)
7000
Es wird die in Beispiel 6 beschriebene Arbeitsweise eingehalten,
mit der Ausnahme, dass Dimethylterephthalat dem Äthyleaglykol
anstelle von bis-Hydroxyathylterephthalat zugesetzt
wird. Sie Ergebnisse der Viskositätsmessung©!! sind in der
Tabelle III zusammengefasst.
" ■ | Tabelle III | 10 | 11 | _ | 5600 | ■ | |
Beispiel | of | 9 | 6100 | - | |||
23 | 10 & | 15 Si | 4000 | ||||
24 | 5 $ | Viskosität (CentiBoiee) | - | — | |||
$ Dimethyltereph | 32 | 5100 | - | ||||
thalat | 33 | - | 3900 | — | |||
Temperatur | 37 | ||||||
38 | «M> | ||||||
3400 | |||||||
109811/2048 | |||||||
Beispiel | 9 | 10 | 11 | 3000 |
% Dimethyltereph | - | |||
thalat | 5 % | 10 # | 15 % | 2400 |
Tenroeratur. 0C | Viskosität (CentiOoise) | — | ||
48 | 3400 | - | - | |
57 | 2400 | 2900 | 2000 | |
64 | - | - | 1500 | |
72 | - | 2800 | — ' · | |
84 | - | 3500 | - | |
85 | 1900 | - | 2800 | |
93 | - | 1000 | ||
98 | 2200 | - | - | |
100 | mm | 4400 | — | |
102 | «Mt | - | - | |
110 | - | - | - | |
114 | 2200 | — | 1000 | |
118 | -. | 6400 | 2200 | |
122 | 1400 | - | - | |
126 | — | 2000 | - | |
128 | - | - | ||
145 | - | 2800 | ||
149 | 4000 | - | ||
150 | - | 10000 | ||
157 | — | - | ||
160 | - | |||
BeisDlele 12-15 |
Es wird die in Beispiel 6 beschriebene Arbeitsweise wiederholt,
mit der Ausnahme, dass Sebaoinsäure dem Äthylenglykol anstelle
von bis-Hydrcocyäthylterephthalat zugesetzt wird. Die Ergebnisse
der Viskositätsmessungen sind in der Tabelle IV zusammengefasst.
109811/2 0 A 8
Tabelle | HT | 13 | 14 | 15 | 16 800 | |
Beispiel | 12 | 5 | 10 | 15 | 15 000 | |
£ Sebacinsäure | 2 | Viskosität | (Ceirfciprdee) | - | ||
!Penroeratur. 0C | 5800 | 6800 | - | |||
23 | 5400 | ■ ■ - | - | |||
33 | - | - | 5800 | - | ||
34 | 3300 | 3600 | - | 35 000 | ||
35 | - | - | 3800 | rat | ||
48 | 2500 | 2500 | - | |||
50 | - | - | - | - | ||
58 | - | ■M | 2400 | 1700 | ||
62 | - | 1800 | - | |||
63 | 2000 | - | 1700 | 1000 | ||
72 | - | 1400 | - | |||
74 | - | - | - | - | ||
76 | 1700 | - | - | |||
81 | - | 1300 | - | 800 | ||
82 | 1200 | - | ||||
85 | - | - | - | - | ||
90 | 1600 | - | - | - | ||
92 | — | - | 1400 | 800 | ||
97 | - | 1200 | - | - | ||
98 | - | mm | - | - | ||
100 | 2100 | 800 | ||||
102 | - | 1500 | - | |||
109 | - | 1200 | - | 800 | ||
11.0 | 1900 | - - | ||||
115 | - | 1400 | 1500 | |||
120 | 3000 | - | - | |||
126 | - | - | 1600 | |||
128 | - | 1000 | ||||
131 |
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Beispiel | 12 | 13 | 14 | 15 | - | 800 |
i> Sebacinsäure | 2 | 5 | 10 | 15 | 3200 | - |
T«m>eratnp. «C | ViBkOBitat ( CentiDOiee) | - | - | |||
135 | 9000 | mm | - | 600 | ||
139 | 6400 | 10 600 | - | |||
142 | - | - | - | ■ - | ||
151 | 7400 | - | 8100 | |||
152 | - | -. | 16 000 | - | ||
158 | - | - | - | 14 000 | ||
162 | - | 11 400 | ||||
164 | - | - | ||||
170 | - | - | ||||
172 | - | |||||
Beispiele 16-18 | ||||||
Es wixd die in Beispiel 6 beschriebene Arbeitsweise wiederholt,
mit der Ausnahme, dass Simethylisophthalat dem Äthylenglykol
anstelle von bls-Hiydroxyäthylterephthalat zugesetart wird. Die
Vlskositfttsmessungen sind in der Tabelle V zusammengefasst.
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2040SS4
tabelle | Beiepiel | Y | 17 | 18 | ■ „, - |
$ BlraetfeflisopMlialat | 16 | - '5 | to | — | |
Xempexatnr· 0C | 2 | Tiskoaität (GentjLvolse) | - | ||
23 | 5000 | ||||
36 | 4700 | - | |||
37 | 3000 | 2900 . | - | ||
49 | - | 2300 | — | ||
52 | - | — | |||
61 | 2200 | ■ '1700 | - | ||
63 | - | — | |||
72 | 1900 | 1200 | 1000 | ||
75 | — | - | |||
85 | 1600 | 1200 | - | ||
86 | -. | _ | 800 | ||
92 | 1500 | — | |||
95 | - | 1100 | - | ||
99 | mm | -, | 900 | ||
102 | 1400 | — | _ | ||
105 | - | 1100 | |||
107 | - | - | 1300 | ||
1.12 | 1500 | _ | |||
115 | - | ||||
119 | 1400 | 1400. | 1400 | ||
123 | — | ||||
124 | - | — | 1700 | ||
131 | 1700 | 1600 | _ | ||
132 | .. | 11 eon" | |||
140 | mm | ||||
142 | 9000 | « | |||
150 | -. | 16 0OQ | |||
165 | mm | «MR | |||
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Beispiel* 19 - 21
Es wixd die In Be iß pi el 6 beschriebene Arbeitsweise wiederholt,
mit der Ausnahme, daee Azelainsäure dem Xthylenglykol anstelle
von bifl-Hydroxyäthylterephthalat zugesetzt wird. Die Ergebnieee
4er Tisfcoeitätsmeseungen sind in der !!Tabelle TI zusammengefasst,
1 | Tabelle YI | 20 | 21 | 5400 | 5100 | 6800 | |
Beispiel | 19 | 5 | 10 | - | — | 4100 . | |
$» Azelainsäure | 2 | Viskosität (Centipoise) | - | 2900 | - | ||
Temperatur, °0 | - | - | 3000 | ||||
25 | 2900 | - | — | ||||
31 | - | 2100 | |||||
35 | - | 2000 | - | ||||
40 | 2200 | - | - | ||||
42 | - | 1700 | |||||
50 | - | 1700 | - | ||||
51 | 1700 | - | 1400 | ||||
57 | — | 1500 | - | ||||
61 | - | - | 1300 | ||||
64 | 1600 | — | |||||
72 | - | 1300 | - | ||||
77 | - | - | 1300 | ||||
82 | 1800 | - | — | ||||
85 | - | 1400 | - | ||||
88 | - | 1300 | |||||
92 | 2200 | — | -. | ||||
97 | - | - | 1300 | ||||
103 | 2200 | — | — | ||||
105 | 0981 1 /?CM 8 | ||||||
107 | |||||||
113 | |||||||
115 |
117 121 125 127 130
135 138
141 148 158
Beispiele 22 -
20 21 5 10 Viskosität (Centipoiae)
6000 14
1800
1400
1400
7000
000
1300
1300 1000
mm-
5000
15 600
Es wird die in Beispiel 6 beschriebene Arbeitsweise wiederholt» mit der Ausnahme, dass ein Polymeres mit niederem Molekulargewicht dem. Äthylenglykol anstelle von bis-Hydrozyäthylterephthalat zugesetzt wird. Die Ergebnisse der Viekositätsmessungen sind in der Tabelle VII susammengefasst.
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BAD ORIGINAL
2M0894
!tabelle VII | 23 | 24 | 6200 | |
Beispiel | 22 | 5 | 10 | - |
£ flee Polymeren mit | 2 | - | ||
niederen Molekular
gewicht |
Viskosität (GentiDoise) | 3600 | ||
TemDeratur. °C | 4500 | - | ||
23 | 3900 | 3000 | - | |
35 | - | - | 2900 | |
39 | 2800 | - | - | |
40 | - | - | 2800 | |
53 | 2300 | 2400 | - | |
' . 54 | - | - | 2800 | |
58 | - | 2300 | - | |
69 | 2200 | — | - | |
77 | - | - | ||
83 | 2000 | — | - | |
88 | - | 2400 | 4000 | |
89 | - | - | ||
93 | 2200 | 2300 | 4000 | |
98 | - | - | - | |
101 | 2200 | - | - | |
104 | mm | 3200 | 3800 | |
110 | - | - | - | |
112 | 2700 | 4400 | ||
118 | - | - | - | |
121 | 3400 | — | 11 200 | |
122 | - | 8600 | ||
130 | - | - | ||
131 | 14 000 | 15 200 | ||
140 | - | |||
146 | ||||
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124 | ||
134 | . 900 . .. | |
142 | 1500 | |
154 | . . 4€60 . . . | |
163 | 6200 . | |
172 | 11 000-- .12 000 | |
. - 180 | ||
Ba ela«i'XLsolitBidc'-anus rostfreien Stabl
ÄDlage weste» 33,4 Iqg (73,8 poento) fe»pMtelsioR$ gegeton. Biese.
Säuxe tmstelrt aus €5 tewic&te-^ der imteisQgluLeiieii. Stnre isst
35 GewieÄtB-^ dea* -rermaiaeaeii Säixre, Es «rfälgt eine
109811/20 4 8
mit 15,2 kg (33,5 pounds) A'thylenglykol (Molverhältnis von
Glykol BU Terephthalsäure « 1,2:1). Bis-Bydroxyäthylterephthalat in einer Menge von 5 Gewichts-^, bezogen auf die Terephthalsäure, wird der vorstehend geschilderten Mischung unter Rühren
zugesetzt. Sie gebildete fluide Aufschlämmung wird auf HO0C
erhitzt und einem 45 kg (100 pound)-Reaktor zugeführt, der
mit einer Destillationskolonne und einem Rührer versehen ist. Pie Aufschlämmung wird unter einem Druck von 2,46 kg/cm , ab
solut (35 psig) gerührt und erhitzt, und zwar auf eine Tem peratur von 2450C. Dabei destilliert Wasser c.us der Mischung
ab. Nach 100 Minuten ist die Freisetzung von Wasser beendet. Zu diesem Zeitpunkt ist die Veresterungsreaktion abgeschlossen.
Das Produkt der Veresterungsreaktion wird in einen Polykondensationsreaktor
gepumpt, in welchem der Druck auf 0,42 mm Hg vermindert wird. Die Temperatur wird bei 276°C gehalten. Nach
215 Minuten beträgt die Intrinsicvlskosität des Polymeren 0,612,
Beispiele 27 - 29
Es wird die in Beispiel 26 beschriebene Arbeitsweise eingehalten. Dabei werden die in der folgenden Tabelle IX zusammengefassten
Ergebnisse erhalten.
Beispiel Vorerhitzungs- Vereeterungs- Intrinsic-—_
temperatur. °C zeit. Minuten viskosität
27 140 120 0,633
28 140 125 0,632
29 HO 130 0,607
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Es wird die in Beispiel 26 beschriebene Arbeitsweise wiederholt, mit der Ausnahme, dass die fluide Aufschlämmung nicht
erhitzt wird, sondern in den Reaktor bei Zimmertemperatur eingeführt wird. Die Veresterungsreaktion ist naoh 180 Hinuten
beendet. Die Intrinsioviskositat nach der Polykondensation be-teSgt 0,605.
Bei der Durchführung der vorstehend geschilderten Beispiele
stellt man fest, dass die erhitzte Aufschlämmung aus SIykol, *
Terephthalsäure und bis-Hytooxyäthylterephthalat zur DurohfUlurung
der Veresterung eine geringere Zeitspanne benötigt. Aufgrund dieser Tatsache unterscheidet sich die vorliegende
Anmeldung von den bisher bekannten Verfahren, bei deren
Durchführung die Auf sohlämmung aus (JIy kol und fere phthalsäure
nicht auf Temperaturen erhitzt werden konnte, die eine derartige Herabsetzung der Veresterungszelt gestatten, und zwar
deshalb, da die Aufschlämmung aus Glykol und Terephthalsäure
eine stark viskose Mischung odereine trockene Faste bildete,
so dass bei einer Zuführung der Auffjchlämmung Transportprobleme auftraten.
Auf schlämmungen aus üthylengly kol und !terephthalsäure, in
weichen die Terephthalsäure zu 100 # aua vermahlenen Teilchen
besteht, erfahren keine Viekositätßerhöhung mit steigender
Temperatur, wenn die^rfindungsgemässen Verbindungen, beispielsweise
bie-^yäro^äthyltorephthalat, zugesetzt \*erden,
und zwar im Vergleich zu einem Verfahren, bei dessen Durchführung die erflndungsgemäesen Verbindungen nioht zugegeben
werden. Die Aufschlämmungen aus Xthylglykol und Terephthalsäure, welohe die erflndungsgemässen Verbindungen enthalten,
beispielsweise bis-Hydroxyäthylterephthalat, können bis zum
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Festwerden auf viel höhere Temperaturen erhitzt werden als
dies bei Aufsohlänmungen der Tall ist, die Äthylenglykol und
Terephthalsäure ohne bis-Hydrozyäthylterephthalat oder andere
erfindungsgemässe Verbindungen enthalten.
Die Viskosität von Aufsohläimnungen aus Äthylenglykol und
Terephthalsäure, in welchen die Terephthalsäure zu 100 56 aus
nicht vexmahlenen !!Teilchen besteht, steigt mit steigenden Temperaturen
beim Vorliegen von erfindungsgemässen Verbindungen, beispielsweise bis-Hydroxyäthylterephthalat, nicht so schnell
an wie dies bei Aufschlämmungen der Fall ist, welche keine
erfindungsgemässen Verbindungen enthalten. Es können daher wesentlich höhere Temperaturen vor einem Festwerden der Aufsohlämmungen
erreicht werden, wenn die erfindungsgemässen Verbindungen,
beispielsweise bis-Bydroxyäthylterephthalat, verwendet
werden, und zwar im Vergleich zu dem Fall, in welchem die erfindungsgemässen Verbindungen nicht zugesetzt werden.
Daher können fluide Mischungen aus Äthylenglykol, Terephthalsäure und einer aus bis-Bydroxyäthylterephthalat, Dimethylterephthalat,
Dimethylisophthalat, Sebacinsäure, Azelainsäure, einem Polymeren mit niederem Molekulargewicht oder einer Mischung
davon bestehenden Verbindung bis zu der Veresterungsreaktionstemperatur
erhitzt werden und anschliessend dem Reaktor zur Durchführung der Umesterung und anschliessenden
Kondensationsreaktion zugeführt werden.
Die Intrinsicviskosität wird als Grenzwert In ( Ί\χ) definiert,
wobei sich 0 dem Wert 0 nähert, f\v ist die Viskosität
der Lösungsmittelmisohung in den gleiohen Einheiten bei der
glelohen Temperatur. Zur Bestimmung der erfindungsgemäss angegebenen
Intrlnsiovlskositäte-Werte wird eine ausreichende Probe
10981 1 /2048
eines jeden Harzes in der Iiösiragsmittelmisehung unter Bildung
einer Lösung mit einer Harzkonzentration von ungefähr 0,4 g
pro 100 ecm der lösung aufgelöst. Die Fliesszeit einer jeden
lösung und des !Lösungsmittels wird in einem Ubbelohde-ViskosimeterCHr.
1) bei 30°0 gemessen. Diese Zeiten werden für die entsprechenden Viskositäten in der vorstehenden Gleichung eingesetzt,.
Die vorstehend erwähnten Polymeren mit niederem Molekulargewicht
sind lineare Polyester mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad
von 2 - 20. So besitzt das Polyesterharz mit
niederem Molekulargewicht einen durchschnittlichen Zahlenwert
des Molekulargewichts von bis au ungefähr 4000. Die Polyestermoleküle
entsprechen der allgemeinen foannei .-H(QA)nG - H9 worin
E für Wasserstoff steht, Gl eine Glykoleinheit oder -rest ist,
A eine Diearbonsäureeinheit des Bestes bedeutet und η eine
ganze Zahl von 2 - 20 versinnbildlicht.
Yermahlene Seilchen aus terephthalsäure können als Teilehen
definiert werden, von denen ungefähr 75 $ durch ein Sieb mit
einer lichten Maschenweite von 0,055 ram (250 mesh) hindurchgehen.
lüieht vermahlene Teilchen aus Terephthalsäure können als Teilch
en definiert werden, von denen ungefähr 75 $> nicht durch
ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,32 mm (48
mesh) hindurchgehen,»
Die Herstellung der Harze mit hohem Molekulargewicht aus dem Veresterungsprodukt wird nach bekannten Methoden durchgeführt.
So kann ein Kondensationskatalysator, wie beispielsweise Antimontrioxyd, Bleiglätte oder Titanglykolat, vor
der Kondensationsreaktion zugesetzt werden. Die Reaktionen
109811/2048
werden'vorzugsweise in Abwesenheit von Sauerstoff durchgeführt,
und zwar im allgemeinen in einer Inertgasatmosphäre,
"beispielsweise in einer Atmosphäre aus Stickstoff oder dergleichen,
um ein Dunkelwerden zu verhindern und ein hochmolekulares Produkt zu erhalten, das hell gefärbt oder farblos ist,
Die Polymerisation wird unter vermindertem Druck durchgeführt, und zwar im allgemeinen unterhalb 10 mm Hge Gewöhnlich wird
die Polymerisation bei einem Druck von 1 mm Hg oder darunter durchgeführt, und zwar bei einer Temperatur zwischen 260 und
290°C.
Die Erfindung wurde vorstehend unter Bezugnahme auf die Verwendung
von Ithylenglykol erläutert. Sie lässt sich jedoch auch unter Verwendung von anderen Glykolen durchführen. Repräsentative Beispiele für andere Glykole, die verwendet
werden können, sind Triinethyleng3.ykol? 1 „2-Propandiol, Tetramethylenglykolg
Pentamethylenglykol, Hexamethylenglykolj,
Decamethylenglykol, alky!substituiert© Polyraethylenglykole,
wie beispielsweise 2,2-Dimethyl~1,3-propandiol, 2,2-Diäthyl-1,3-propandiol,
Diäthylenglykol, 2s2~biB~-]4~(ß-Hydroxyäthosqy)-phenyl]-propan
und Gycloliexandimethanol. Äthylenglykol
wird bevorzugt» und zwar infolge seiner niedrigen Kosten sowie seiner Verfügbarkeit.
Die erfimtungsgemäesen Aufschlämraungen aus Slykol und Terephthalsäure
eignen sich besonderes zur Durchführung von kontinuierlichen
Polymerisationsverfahren, bei denen Glykole Terephthalsäure und die erfindungsfjemastsen Verbindungen kontinuierlich
zugesetzt werden und das Produkt kontinuierlich abgezogen wird. Diese Mischungen mit niedriger Viskosität
können bis zu den Veresterungsreaktionstemperatüren erhitzt
werden und dabei immer noch vargoBnen worden. Sie können ferner
gepumpt oder anderweitig einem Reaktlonasyatem zugeführt
10 9 8 11 / '■» Ci
>; 8 . .
BAD ORIGINAL
werden. Sie können ohne ÜTjermässlgen Kraftaufwand gerührt werden.
Da die Materialverhältnisse theoretische Werte erreichen t
und auch die Seilchengrösse der !terephthalsäure gesteuert
werden kann, braucht nur wenig GIykol aus der Veresterungsreaktionsmischung
snzrUckgewonnen werden.
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Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung einer fluiden Aufschlämmung aus
Terephthalsäure und Glykol, wobei das Molverhältnis von GIykol
zu der Säure weniger als 2:1 beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass in die Aufschlämmung ungefähr 1 bis ungefähr 15 Gewichts-#,
bezogen auf das Gewicht der vorliegenden Terephthalsäure, einer Verbindung eingemengt werden, die aus bis-Hydroxyäthylterephthalat,
Dimethylterephthalat, Dimethy1isophthalat,
Sebacinsäure, Azelainsäure, einem Polymeren mit niederem Molekulargewicht oder einer Mischung davon besteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gebildete Mischung aus Ithylenglykol, Terephthalsäure
und bis-Hydroxyäthylterephthalat besteht.
ι ( 3\ Verfahren zur Herstellung eines Polyesters aus Glykol und
^Terephthalsäure, wobei eine fluide Mischung aus dem Glykol und Terephthalsäure mit einem Verhältnis von Glykol zu Terephthalsäure
von weniger als 2:1 in einen Reaktor eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus bis-Hydroxyäthylterephthalat,
Dimethylterephthalat, Dimethylisophthalat, Sebacinsäure, Azelainsäure, einem Polymeren mit niederem Molekulargewicht
oder einer Mischung davon bestehende Verbindung der fluiden Mischung zugesetzt wird und die Mischung vor dem Umsetzen
unter Bildung von Glykolestern von Terephthalsäure erhitzt wird.
4. Mischung aus einem Glykol und Terephthalsäure, dadurch gekennzeichnet,
dass das Molverhältnis von Glykol zu der Säure weniger als 2:1 beträgt, und die Mischung ungefähr 1 bis unge-
10981 1/2048
204089Λ
fähr 15 Gewichts-^, bezogen auf das Gewicht der Terephthalsäure
in der Mischung, einer Verbindung enthält s die aus bls-Hydroxyäthylterephthalat.
Dimethylterephthalat» DimethyIlsophthalat,
Sebacinsäure, Azelainsäure, einem Polymeren mit niederem Molekulargewicht
oder einer Mischung davon besteht.,
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WO1994021709A1 (en) * | 1993-03-22 | 1994-09-29 | Eastman Chemical Company | Copolymerization of dicarboxylic acids and dialkyl esters of dicarboxylic acids to form polyesters |
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FR1516660A (fr) * | 1966-03-23 | 1968-03-08 | Fiber Industries Inc | Procédé de fabrication de polymères linéaires à bas poids moléculaire d'acide téréphtalique et d'éthylène glycol |
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