DE2832468A1

DE2832468A1 - Verfahren zur herstellung transparenter polyamide

Info

Publication number: DE2832468A1
Application number: DE19782832468
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl Chem Dr Brandt; Werner Dipl Chem Dr Huebel
Original assignee: Chemische Werke Huels AG
Current assignee: Huels AG
Priority date: 1978-07-24
Filing date: 1978-07-24
Publication date: 1980-02-07

Description

Verfahren zur Herstellung transparenter Polyamide
Beschreibung und Beispiele Die Erfindung betrifft transparente Polyamide aus 3(4), 8(9) Bis-aminomethyl-tricyclo15.2.1.0.2wq -decanen (TCD-DA) und 2,2,4 (2,4,4)-Trimethylhexamethylendiamin (TMD) als Diaminkomponente und Terephthalsäure und/oder Isoterephthalsäure als Säurekomponente.
Es ist bekannt, daß man aus stark verzweigten aliphatischen Diaminen, z.B0 TMD und aromatischen Dicarbonsäuren, vorzugsweise Terephthalsäure, Polyamide herstellen kann, die transparent sind und die sich durch gute Festigkeitseigenschaften auszeichnen. Ein Nachteil dieser Polyamide ist die geringe Beständigkeit gegen siedendes Wasser, das bei längerer Einwirkung Erweichung und Trübung bewirkt. Da man annimmt, daß dieser Effekt auf eine zu niedrige Glaserweichungstemperatur (Tg) zurückzuführen ist, hat man auch schon Polyamide mit höheren Tg hergestellt, indem man z.B. Terephthalsäure mit einem Gemisch aus TMD und cyclischen Diaminen, z.B. Isophorondiamin (Im)) kondensierte. Erfahrungsgemäß steigt Jedoch durch Zusatz eines cyclischen Diamins nicht nur die Tg, sondern auch die Sprödigkeit, so daß mit der Verbesserung der Heißwasser-Beständigkeit eine Minderung der Schlagzähigkeit verbunden ist. Auch die Herstellungstechnik wird zunehmend schwieriger, weil mit zunehmender konformativer Starrheit der Molekülketten die Viskosität ansteigt.
Verwendet man daher zur Variation der Zusammensetzung des Polyamids aus Terephthalsäure und TMD an Stelle eines monocyclischen Diamins wie IPD das tricyclische Diamin TCD-DA, so muß man wegen der noch mehr eingeschränkten konformativen Beweglichkeit dieses Moleküls erwarten, daß man bei der Schmelzkondensation noch höhere Schmelzviskositäten und nur niedrige Molgewichte erhält.
Überraschenderweise ist das aber nicht der Fall, wenn man unter bestimmten Bedingungen arbeitet.
Es wurde nämlich gefunden, daß man bei der Verwendung von vorwiegend TMD und TCD-DA als ergänzende Diaminkomponente nicht nur hohe Glaserweichungstemperaturen der Polyamide erreicht werden, sondern es wurde auch gefunden, daß man zu Polyamiden mit höheren Schlagzähigkeiten kommt als bei der Verwendung von überwiegend TCD-DA.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung transparenter Polyamide durch Polykondensation von Diaminen und Dicarbonsäuren in bekannter Weise und unter üblichen Bedingungen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Diamin ein Gemisch s S 'kg 3bes , insbesondere 5 - 30 Mol %, Q4), s( 9) 3is-aminomethyl-tricyclo [5.2.1.02,6]-decane und b) 51 - 95 Mol %, insbesondere 70 - 95 Mol % 2,2,4, (2,4,4)-Trimethylhexamethylendiamin verwendet und als Dicarbonsäure Terephthalsäure und/oder Isoterephthalsäure oder deren funktionelle Derivate einsetzt.
Die Beschränkung auf den Vorzugsbereich ist dann anzuraten, wenn die Schlagzähigkeit des Polyamids im Vordergrund steht. Bei höheren Anteilen bis zu 49 Mol % des TCD-DA beginnen nämlich schon die Schwierigkeiten, hohe Molgewichte zu erhalten.
Es ist zwar aus der DE-OS 2 060 703 bekannt, daß man u.a.
aus aromatischen Dicarbonsäuren und Diamingemischen, die 50 - 100 Mol % TCD-DA und 0 - 50 Mol % anderer Diamine enthalten, Polyamide mit Einfriertemperaturen zwischen 150 und 200 0C erhalten kann. Im Falle von TMD führt dies aber zu Polyamiden mit relativ niedrigen Molgewichten und schlechten Schlagzähigkeitswerten. Außerdem läßt sich mit derartig hohen TCD-DA Anteilen und TMD als Restanteil keine Schmelzkondensation durchführen.
Nach der vorliegenden Erfindung erhält man jedoch bereits mit einem niedrigen TCD-DA-Anteil Polyamide, die sowohl beständig gegen siedendes Wasser sind, als auch gute Schlagzähigkeit haben.
Die mechanischen Eigenschaften dieser Polyamide sind bis zu hohen Temperaturen nur wenig verändert. Das gilt auch für die elastischen Eigenschaften.
Die Herstellung dieser Polyamide erfolgt nach den für die Herstellung von Polyamiden üblichen Methoden, z.B. durch Kondensation der Salze, die auch in Lösung eingesetzt werden, z.B. Diamine als Acetate, Dicarbonsäuren als Ester, Dichloride, Diamide.
Beispiel 1 0,10 Mol TCD-DA 0,90 Mol TMD 1,00 Mol Ts (Terephthalsäure; wurden in 800 ml Methanol suspendiert und unter kräftigem Rühren 5 h zum Sieden erhitzt. Nach Abkühlen wurde das Salz abgesaugt und getrocknet. 200 g des Salzes wurden in einen 500 ml Rührautoklaven zunächst drucklos und ohne Rühren bis auf 240 0C erhitzt, wobei Wasser abdestillierte.
Danach wurde der Rührer eingeschaltet und weiter bis auf 29Q 0C erhitzt. Nach insgesamt 5 h wurde bis auf einen Druck von 10 mbar evakuiert und noch weitere 3 h bei dieser Temperatur gerührt. Das erhaltene transparente Polyamid hatte eine Glaserwsschungstemperatur von 165 Oc, Es hatte einen E-Modul von 4100 N/mm-, der sich auch nach 3 h Lagerung des Prüfkörpers in siedendem Wasser nicht veränderte.
Beispiel 2 Ein Gemisch aus 0,255 Mol TCD-DA 0,755 Mol TMD 1,000 Mol DMT (Dimethylester des TS) wurde zusammen mit 500 zigg Wasser in einem 1 1-Rührautoklaven 3 h unter Rühren auf 120 0C erhitzt. Dann wurde unter Temperatur-Steigerung bis auf 290 0C zuerst Methanol und dann Wasser abdestilliert, zum Schluß nach 2 h bei Normaldruck und 2 h bei einem Druck von 10 mbar gerührt.
Das erhaltene PA hatte eine Glaserweichungstemperatur von 175 OP Der E-Modul betrug 5400 N/mm² und änderte sich nicht wesentlich nach 3 h Lagerung in siedendem Wasser.

Claims

Verfahren zur Herstellung transparenter Polyamide Patentanspruch Verfahren zur Herstellung transparenter Polyamide durch Polykondensation von Diaminen und Dicarbonsäuren in bekannter Weise und unter üblichen Bedingungen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß man als Diamin ein Gemisch aus a) 5 - 49 Mol 96%, insbesondere 5 - 30 Mol % 3(4), 8(9) Bis-aminomethyl-tricyclo [s. 2.1. o2, decane und b) 51 - 95 Mol %, insbesondere 70 - 95 Mol % 2,2,4, (2,4,4)-Trimethylhexamethylendiamin verwendet und als Dicarbonsäure Terephthalsäure und/oder Isoterephthalsäure oder deren funktionelle Derivate einsetzt.