DE2848068A1 - Thermoplastischer copolyester und ein verfahren zur herstellung von hohlen gegenstaenden aus diesem copolyester - Google Patents
Thermoplastischer copolyester und ein verfahren zur herstellung von hohlen gegenstaenden aus diesem copolyesterInfo
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Description
- k „
Poly-(ethylenterephthalat)-*liarze sind ausgezeichnete Formmassen
zur Herstellung verschiedenartigster hohler Gegenstände, wie Flaschen für Nahrungsmittel und dergleichen. Polyethylenterephthalat hat hohen Ermüdungswiderstand und deshalb wird
dieser Kunststoff u.a. dort eingesetzt, wo das daraus hergestellte Produkt Ermüdung hervorrufenden Bedingungen ausgesetzt
wird, zum Beispiel als Formmasse für Flaschen, die als Sprühflaschen
bekannt sind, aus denen das darin enthaltene Produkt mittels Sprühdruck versprüht wird. Bekanntlich werden verschiedenartige
Behälter aus Polyethylenterephthalat hergestellt, indem man zuerst eine Vorform durch Spritzgießen herstellt, die
Vorform auf etwa Blastemperatur erhitzt, in die geschlossenen
Hälften einer Blasform überführt und zur gewünschten Gestalt aufbläst.
Der gute Ermüdungswiderstend von Polyethylenterephthalat wird
seiner kristallinen Struktur zugeschrieben sowie seiner Neigung orientiert zu werden, was die Festigkeit erhöht.
Ein Nachteil des Polyethylenterephthalats ist jedoch seine niedrige Glastemperatur, die seine Verwendung für Behälter
für Nahrungsmittel, die heiß eingefüllt werden, ausschließt.
Ein weiterer besonderer Nachteil des Polyethylenterephthalats besteht darin, daß es im geschmolzenen Zustand eine Newton'sehe
Flüssigkeit ist und infolgedessen geringe Schmelzefestigkeit aufweist. Daraus ergibt sich für die Praxis, daß Behälter aus
PolyetHylenterephthalat nicht durch Strangpressen eines
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weichen Polyethylenterephthalat-Schlauches, Einschließen
desselben in eine Blasform und Blasen zur gewünschten Gestalt hergestellt werden können« liegen seines Newton'sehen Verhaltens
und meiner geringen Schmelzefestigkeit(melt strength)behält Polyethylenterephthalat
bei der für das Strangpressen erforderlichen Temperatur die Schlauchform nicht bei, während es oben lange
genug warm ist, um den Schlauch in die Blasform einzuschließen.
Deshalb werden Polyethylenterephthalat-Vorformen für Blasformen
durch Spritzgießen hergestellt.
Die Glastemperatur eines Polymeren aus Terephthalsäure und Ethylenglykol kann durch Ersatz eines Teils des Ethylenglykols
durch Bis-(4-ß-Hydroxyethoxyphenyl)-sulfon verbessert werden,
aber der resultierende Copolyester ist auch nahezu eine Newton1
sehe Flüssigkeit mit ungenügender Schmelzefestigkeit und kann folglich nicht unter Verwendung des Strangpreß-Blas-Verfahrens
zu Behältern verarbeitet verden.
Newton'sches Fließen ist definiert als die Art von Fließen,
die in einem flüssigen System vor sich geht, wo die Schergeschwindigkeit direkt proportional der Schubspannung ist.
Nicht-Newton1sches Fließen wird beobachtet, wenn die Schergeschwindigkeit
der Schubspannung nicht direkt proportional isto Polyethylenterephthalat weist Newton'sches Fließen auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neue Polyester zu schaffen, die verbesserte xiieologische Eigenschaften, verbunden
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in.it guten physik all seilen Eigenschaften aufweisen« Darübai·
hinaus soll ein Verfahren gefunden werden, nach welchem sich hohle Gegenstände aus diesen Polyestern herstellen lassen«
Die Polyester bzw. Copolyester nach der Erfindung weisen nicht-Newton1sches Fließen auf und solche nicht-Newton1sehen
Fließeigenschaften tragen zur Verbesserung der Schmelzefestigkeit bei.
Es ist gefunden worden, daß ein hochpolymerer thermoplastischer O-.'polyester, der aus der Polymerisation von Terephthalsäure, Bis-(4-ß-Hydroxyethaxyphenyl)-sulfon
(BSE), Ethylenglykol (EG ) in bestimmten Mengenverhältnissen und kleinen Mengen Trimellitsäure
("!!ΜΑ), seinem Anhydrid oder seinen C1- bis C. -Alkylestern
resultiert, der gute Schmelzefestigkeit aufweist. Das so erhaltene Polymere hat nicht-Newton·sehe Eigenschaften und
weist ein gutes Verhältnis von Schmelzviskosität zu Schergeschwindiglceit
auf. Solche Polymere haben einen etwas geringeren Ermüdungswiderstand (oder Falzfestigkeit) als Polyethylenterephthalat,
aber diese Eigenschaft reicht völlig aus für den Einsatz der Polymeren zur Herstellung von Sprühflaschen
oder anderen Produkten, die im Gebrauch starker Biegebeanspruchung unterliegen, Weitere erwünschte Eigenschaften,
die das Polymer besitzt, werden weiter unten besprochen.
Obwohl angenommen wird, daß das erwünschte nicht-Newton'sehe
..»/7 909825/0631
Verhalten der Polymerisatschinelze, erhalten durch Verwendting
von Triinellitsäure oder ihrem Anhydrid, auf Vernetzung der
Polymer±satmoleküle zurückzuführen ist, ist gefunden worden,
daß der Einfluß solcher Vernetzung auf die Falzfestigkeit oder den Ermüdungswiderstand tatsächlich nicht voraussagbar ist.
So wird durch die Verwendung von Pentaerythrit anstelle von Trimellitsäure als Vernetzungsmittel zwar auch die Schmelzefestigkeit
erhöht und der Polyesterschmelze nicht-Newton· sehe
Eigenschaft verliehen, aber der Ermüdungswiderstand bzw« die Falzfestigkeit des resultierenden Copolymerisate wird durch
rlie Verwendung des Pentaerythrits nahezu vollständig zerstört.
Die Aufgabe wird somit durch einen thermoplastischen Polyester gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er das Polymerisationsreaktionsprodukt
aus dem Reoktanten (A), das ist mindestens eine
der Verbindungen Terephthalsäure und ihrer C1- bis CjL-Alkylester,
J&ji Reaktanten (β) , das ist Bis-(*l— ß-Hydroxyethoxyphenyl)-sulfon
plus Ethyl eng lykol, und dem Realctanten (c), das ist mindestens
eine der. Verbindungen Trimellitsäux'e, Trimellitsäureanhydrid
und ihre C1- bis C.-Alkylester, ist, wobei das Bis-(4-/3-Hydroxy~
ethoxyphenyl)-sulfon in einer Menge von 2-25 Mol-$, beide
Komponenten des Reaktanten (b) in einer Menge von IIO-3OO Mol-$
und der Reaktant (c) in einer Menge von 0,1 bis 0,7 Mol-$,
bezogen auf Reaktant (A) vorliegen;
eine ©„-Permeabilität von weniger als 9 und eine COg-Permeabilität von weniger als 62 cc.mil/100 in .day.atm (O^-Permeabilität von weniger als 41,04.10 und eine COg von weniger als 282,72.10" cm .mm/m . s bar) und in unorien-
eine ©„-Permeabilität von weniger als 9 und eine COg-Permeabilität von weniger als 62 cc.mil/100 in .day.atm (O^-Permeabilität von weniger als 41,04.10 und eine COg von weniger als 282,72.10" cm .mm/m . s bar) und in unorien-
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tiertem Zustand eine Glastemperatur Tg von mindestens 82°C
aufweist und nicht-Newton'sehe Fließeigenschaften besitzt.
Vorzugsweise liegt das Bis-(4~ß-Hydroxyethoxyphenyl)-sulfon
in einer Menge von 2-20 Mol-$, bezogen auf den Reaktanten A vor,
¥enn mehr vom Reaktanten C eingesetzt wird, beginnt die Falzfestigkeit
zu sinken; darüber hinaus wird, wenn mehr als 0,7 Mcl-$ verwendet werden, die Festigkeit der Schmelze so groß,
daß ihre Formung in jeder Hinsicht praktisch nicht möglich ist.
Durch die Erfindung ist auch ein neues Verfahren zur Herstellung hohler Gegenstände geschaffen worden. Es ist ein
Verfahren zum Formen hohler Gegenstände aus einem Polyester aus Terephthalsäure oder seiner niederen Alkylester und
einem ocer mehreren Diolen durch Herstellen einer hohlen Vorform, Einschließen der Vorform bei einer Temperatur, bei
welcher der Polyester erweicht ist, und anschließendem Blasen
der Vorform gegen die Blasformwand, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die hohle Vorform in Gestalt eines Schlauches
durch freies Strangpressen eines vorstehend beschriebenen Copolyesters nach der Erfindung geformt wird.
Vie schon bemerkt, macht die Verwendung sorgfältig ausgewählter Mengen Terephthalsäure oder Terephthalsäureanhydrid
die Herstellung von hohlen Gegenständen durch Extrudieren einer schlauchartigen Vc rf ο na xind3 während sie noch heiß und
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weich, isst, Einschließen der schlauchai-tigen Voxvform In e:liio
Blasform und anschließendes Aufblasen möglich. Die Komponente
BSE; dient u.a. dazu, den Schmelzpunkt des Polymeren zu erniedrigen
und ermöglicht somit niedrigere Strangpreß- tuid insbesondere
Blas-Temperaturen anzuwenden, ohne daß beim Herstellen
der hohlen Gegenstände vorzeitig Kristallisation eintritt. Dies wiederum trägt dazu bei, daß der thermische und oxidative
Abbau, zu dem Polyester aus Ethylenterephthalat neigen, auf ein Minimum gebracht wird.
Die in den nun folgenden Beispielen sowie den Ansprüchen
gebrachten Sauerstoff- und Kohlendioxid-Permeabilitätswerte beziehen sich auf Bestimmungen, die an im wesentlichen
unori-ontierten (ungereclcten) gepreßten Filmen erhalten worden
sind.
Die Glastemperatur,Tg, und der Schmelzpunkt wurden unter Verwendung
eines Differenzial-Abtast-Kaloi-iineters (differential
scanning calorimeter) (Perkin~Elmer„ Modell DSC-2) in einer
Weise, wie in der US-PS 3 822 332 beschrieben, bestimmt,
wobei pro Minute die Temperatur um 10°C erhöht wurde.
Die Figuren 1 und 2 sind graphische Darstellungen, bei denen die scheinbare Viskosität der Schmelze in Poise gegen die
Schergeschwindigkeit aufgetragen ist. Solche Kurven sind von Severs, in "Rheology of Polymers", Eh.einh.old, New York 1902,
Seite 25 ff erläutert. Die scheinbare Viskosität ist das
.../1O
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Verhältnis von S chub spannung zu Schergeschwindigkeit. Die
Werte wurden untei* Benutzung eines Instron Kapillar-Sheomoters
unter Anwendung einer Schmelztemperatur von 270°C erhalten,, Fig. 1 schließt eine Kurve für "reines" Polyethylenterephthalat
(PET) ein, welches eine veitgehend Newton1sehe Flüssigkeit mit
völlig unbefriedigender Schinelzefestigkeit ist.
Die "inhei^enf-Viskositaten wurden bei 25 C under Verwendung
einer Lösimg von 0,25g Polymerisat, gelöst in 100 ml einer
Mischung aus 3 Gewichtsteilen Phenol und 2 Gewichtsteilen 1,1,2,2-Tetrachlorethan bestimmt. Dabei hatten alle Polymerisate
nach der Erfindung "inherenf-Viskositäten über 0,6.
Die Beispiele 2, 3, 4, 3, 8 und 9 sind Beispiele für Copolyester
nach der Erfindung mit der vorstehend beschriebenen verbessez'ten Eigenschaftskombinstion.
Copolyester, hergestellt aus Dimethylterephthalat, Ethylenglykol
und Bis-(4"ß-Hydroxyethoxyphenyl)-sulfon,
In einen 1 1 Reaktor aus rostfreiem Stahl, der mit einem Rührer, einem Stickstoffgas-Einlaß und einem Kühler versehen
war, wurden 29i»3 g Dimethylterephthalat, 233,4 g
Ethylenglykol und 0,0919 g Mn(OAc)2.te„0 eingefüllt» Das
Reaktionsgemisch wux*de zwei Stunden auf 1900C und zwei
Stunden auf 210°C untor Stickstoff-Atmosphäi'e erhitzt.
909825/0631 .../11
Während dieser Zeitdauer wurde Methanol kontinuierlich abdestilllert.
Dann wurden 76,1 S Bis-(4-ß-Hydroxyethoxyphenyl}·
sulfon, 0,1093 S Sb2°3* °»255 S (PhO) P (das ist Triphenylphosphit)
und 0,0894 g Tetrakis-(2,4-di-tertebutylphenyl)-4,4'-biphenylendiphosphonit
in den Reaktor gegeben. Die Reaktionstemperatur wurde auf 260°C erhöht und diese Temperatur
4-5 Minuten aufrechterhalten. Dann wurde der Stick-
2 stoffgasstrom abgestellt und ein Vakuum von unter 0,53.10 Pa
(θ,4 mm Hg) angelegt. Die Reaktion wurde 4 1/4 Stunden bei
275°C weiterlaufen gelassen. Die"inherent"-Viskosität des
Copolymerisate betrug 0,77· Die Polymerschmelze hatte nicht
die gewünschte Festigkeit und zeigte nahezu Newton1sehe
Eigenschaften, wie der Fig» 1 zu entnehmen ist. Ein gepreßter Film einer Dicke von etwa 0,254 mm erforderte 48 Falzzyklen,
bevor er seine Reißfestigkeit vollständig einbüßte. Der Copolyester
hatte eine Glastemperatur Tg von 98°C, eine Sauerstoff-Permeabilität
von 8,2 cc.mil/100 in .day.atm (37,39.10" cm .mm/
m .s.bar) -und eine Kohlendioxid-Permeabilität von 5^,8 cc.iuil/
100 in-5.day.atm (259,01.10" cmJmm/m .s.bar). Der Schmelzpunkt
war
In einen 1 1 Reaktor aus rostfreiem Stahl, der mit einem Rührer, einem Stickstoffeinlaß und einem Kühler versehen war,
wurden folgende Substanzen eingefüllt:
291.3 g Dimethylterephthalat
233.4 g Ethylenglykol
76,1 g Bis-(4-ß-Hydroxyethoxyphenyl)-sulfon
909825/0S31 ,
.../12
0,0919 g Mn (OAc2).4H2O
0,2882 g Trimellitsäureanhydrid (θ,1 Mol-$, bezogen
auf Dimethylterephthalat).
Das Reaktionsgeraisch wurde für 2 Stunden auf 190°C und für weitere 2 Stunden auf 210°C unter Stickstoff erhitzt. Während
dieser Zeit wurde kontinuiex-lich Methanol abdestilliert. Dann wurden dem Gemisch im Reaktor noch folgende Substanzen zugegebenj
0,1093 S sb2°3
0,225 S .Triphenylphot>phit
biphenylendiphosphonit
Unter Stickstoffatmosphäre wurde die Reaktionstemperatur auf
260°C gebracht und i/2 Stunde aufrechterhalten. Dann wurde der Stickstoffgasstrom abgestellt und ein Vakuum unter 0,53»
10 Pa angelegt. Dia Reaktion wurde 4 Stunden und 10 Minuten
bei 275°C weiterlaufen gelassen. Dar erhaltene Copolyester hatte eine "inherenf-Viskosität (inherent viscosity)
von 0,77. Die Polymerschmelze zeigte gute
Schmelzefestigkeit. Ein gepreßter Film einer Dicke von 0,254 mm
erforderte 32 Falzzyklen, bevor er seine Reißfestigkeit vollständig verlor. Der Schmelzpunkt lag bei 215°C. Die Glastemperatur
war 960C, Die Sauerstoff- und die Kohlendioxid-
Permeabilitäten waren 8,3 bzw. 56*,8 cc.mil/i00in .day.ai
(das sind 37»85 bzw. 259»01 cmJ.mm/ai .s.bar).
909825/0631 .../13
In einen 1 1 Reaktor aus rostfreiem Stahl, der mit einem
Rührer, einem Stickstoffeinlaß und einem Kühler versehen var, Kurdin folgende Substanzen gegeben:
291»3 S Dimethylterephthalat
233,4 g Ethylenglykol
0,0919 g
0,0919 g
Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden und 25 Minuten auf 210 C
unter Stickstoffatmosphäre gehalten. Während dieser Zeit wurde Methanol kontinuierlich a^jdectilliert. Dann wurden folgende
Komponenten zugegeben:
76,1 g Bis-(^-/ß~Hydroxyethoxyphenyl)»sulfon
0,1093g Sb2O3
0,225 S Triphonylphosphit
0,0894g Tetrakis-(2,4-di«tert.butylphcnyl)-
0,225 S Triphonylphosphit
0,0894g Tetrakis-(2,4-di«tert.butylphcnyl)-
4,4'-biph arylendipho sphonit
0,8645g Trimellitsäureanhydrid (0,3 Mol-$, bezogen
auf Dimethylterephthalat)
Unter Stickstoff wurde die Reaktionstemperatur auf 260 C
gebracht und 1 Stunde gehalten. Dann wurde der Stickstoffstrom abgestellt und ein Vakuum von unter 0,53.10 Pa angelegt. Die
Reaktion wurde k Stunden und 5 Minuten bei 2750C und einem
2
Druck tinter 0,53.10 Pa fortgesetzt. Der Copolyester hatte eine "inh.H-Viskosität von 0,68. Die Polymerisatschmelze besaß gute Schmelzefestigkeit. Ein gepi-eßter Film einer Dicke von
Druck tinter 0,53.10 Pa fortgesetzt. Der Copolyester hatte eine "inh.H-Viskosität von 0,68. Die Polymerisatschmelze besaß gute Schmelzefestigkeit. Ein gepi-eßter Film einer Dicke von
909825/0631
~ 14 -
0,254 mm erforderte 28 Falzzyklen, bevor er seine Reißfestigkeit
vollständig einbüßte.
In einen 1 1 Reaktor aus rostfreiem Stahl, der mit einem
Rührer, einem Stickstoffeinlaß und einem Kühler versehen
war, wurden folgende Substanzen gegeben:
291,3 g Dimethylterephthalat
233,2I- S Ethylenglykol
0,0919 g Mn(OAc)2.4H2O
0,0919 g Mn(OAc)2.4H2O
Das Reaktionsgemisch wurde unter Stickstoff auf 190°C erhitzt und diese Temperatur 2 1/4 Stunden beibehalten; dann wurde
weitere 2 1/4 Stunden auf 210°C erhitzt. ¥ährend dieser Zeit
wurde Methanol kontinuierlich abdestilliert. Dann wurden dem Reaktionsgemisch im Reaktor folgende Substanzen zugegeben:
76,1 g Bis-(4-p-Hydroxyethoxyphenyl)-sulfon
0,1093 S Sb2O3
0,225 g Triphenylphosphit
0,0894 g Tetrakis-(2,4-di-tert.butylphenyl)-
0,225 g Triphenylphosphit
0,0894 g Tetrakis-(2,4-di-tert.butylphenyl)-
4,4* -biphenylendiphosphon.it 1,441 g Trimellitsäureanhydrid (0,5 Mol-$,
bezogen auf Dimethylterephthalat)
Die Reaktionstemperatur wurde auf 2Ö0°C erhöht. Nach einer
Stunde wurde der Stickstoffstrom abgestellt und ein Vakuum
von unter 0,53.10 Pa angelegt. Die Reaktion wurde bei 275°C
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4 Stunden fortgesetzt« Die "ink,"-Viskosität des Copolyesters
betrug 0,80, die Glas temper attir Tg var 96°C und der Schmelzpunkt
211°C. Die Polymerschmelze besaß gute Schmelzefestigkeit,
wie aus Fig. 1 zu ersehen. Ein gepreßter Film von etwa 0,254 ram
Dicke erforderte 21 Falzzyklen, bevor er seine Reißfestigkeit vollständig einbüßte. Der Film hatce eine Sauerstoff-Pemieabilität
von 3,45 ccmil/iOOin .day.atm und eine CO -Permeabilität
von 56,1 cc.mil/i00in .day.atm (02~Permeabilität
38.53.IO und CO^Permeabilität 255,82,10" cm3.mm/m2.s.bar).
In einen 1 1 Reaktor aus rostfreiem Stahl, der mit einem Rührer, einem Stickstoffeinlaß und einem Kühler versehen
war, wurden folgende Substanzen gegebent
291.3 g Dimethylterephthalat (DMT)
233.4 g Ethylenglykol
0,0919 g Mn(OAc)2.4H2O
0,0919 g Mn(OAc)2.4H2O
Das Reaktionsgemisch wurde unter Stickstoff 2 Stunden bei 190oC und 2 Stunden bei 2100C gehalten. Während dieser Zeit
wurde Methanol kontinuierlich abdestilliert. Dann wurden folgende Substanzen zugegeben:
76,1 g Bis-(4-ß-Hydroxyethoxyphenyl)-sulfon
0,1093 g Sb2O3
0,225 g Triphenylphosphit
0,225 g Triphenylphosphit
0,0894 g Tetrakis-(2,4-di-tert.butylphenyl)-4,4·-biphenylendiphosphonit
2,0174 g Trimellitsäureanhydrid (0,7 Mol-#,
bezogen auf DMT),
909825/0631 ...
• β » / · Ö
Die Realefcionstemperatur wurde auf Z6O°C erhöht. Nach 45 Miauten
wurde der Stlckstoffstrom abgestellt und das Reaktionsgemisch
2 bei einem Vakuum von unter 0,53» 10 Pa für weitere 2 Stunden auf
275°C gehalten, Die "irih."-"Viskosität des Copolyesters war
0,89, die Glastemperatur Tg 960C und der Schmelzpunkt 212°C,
Die Polymerschmelze hatte gute Schmelisefestigkeit, wie Fig.
zeigt. Ein gepreßter Film einer Dicke von etwa 0,254 mm erforderte
21 Falzzyklsn, bevor er seine Reißfestigkeit vollständig einbüßte.
In einen 1 1 Reaktor aus rostfreiem Stahl, d©r mit einem
Rührer, einem Stickstoffgas-Einlaß und einem Kühler versehen war, wurden folgende Substanzen gegeben»
291.3 g Dimethylterephthalat (DMT)
233.4 g Ethylenglykol
0,0919 S Mn(OAc)2.4H2O
0,0919 S Mn(OAc)2.4H2O
Das Reaktionsgemisch1· wurde unter Stickstoff 2 Stunden auf
190oC und 2 Stunden, 20 Minuten auf 210°C gehalten; Während
dieser Zeit wurde Methanol kontinuierlich abdestilliert. Dann wurden dem Reaktionsgemisch im Reaktor folgende Substanzen
zugegeben»
76,1 g Bis-(4~p-Hydroxyethoxyphenyl)-sulfon
0,1093 g Sb2O3
0,225 g Triphenylphosphit
0,0894 g Tetrakis»(2,4-di-tert.butylphenyl)-4,4'-biphenylendiphosphonit
909825/0631 ,
.«./17
2,882 g Trimellitsäureanhydrid (1 Mol-#,
bezogen auf DMT)
Die ilealctionstemperatur wurde auf 26o°C erhöht. Nach 1 Stunde,
20 Minuten wurde der Gasstrom abgestellt und die Reaktion unter einem Vakuum von unter 0,54.10 Pa bei 275°C 3 Stunden
und 45 Minuten fortgesetzt. Die"inh."-Viskosität des Copolyesters
war 1,08, der Schmelzpunkt 212°C und Tg °-8°C. Die Schmelzefestigkeit des Polymeren wax- übermäßig hoch, nachdem
bei diesem Beispiel 1 Mol-$ Trimellitsäureanhydrid zugesetzt worden war; tatsächlich konnte die Kurve scheinbare Viskosität
gegen Schergeschwindigkeit nicht aufgestellt werden. Die Schmelzefestigkeit war für Blasformen oder Extrudieren zu
hoch. Ein gepreßter Filai einer Dicke von etwa 0,254 mm
erforderte 12 Falzzyklen, bevor er seine Reißfestigkeit vollständig verlor.
In einen 1 1 Reaktor aus rostfreiem Stahl, der mit einem Rührer, einem Stickstoffgas-Einlaß und einem Kühler vex-sehen
war, wurden folgende Substanzen eingefüllt: 291.3 S Dimethylterephthalat (DMT)
76,1 g Bis~(4-ß-Hydroxyethoxyphenyl)-sulfon
218,6 g Ethylenglykol
0,0919 g Mn(OAc)2.4H2O
0,0919 g Mn(OAc)2.4H2O
Das Reaktionsgemisch wurde 4 Stunden unter Stickstoff auf
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190 C gehalten, Tiährend dieser Zeit wurde kontinuierlich
Methanol abdestilliert. Dann wurden folgende Substanzen zugegeben;
0,1093 g Sb2O
O,O93O9g Triphenylphosphit
0,1788 g Tetrakis-(2,4-di-tert.butylphenyl).-
4,4·-biphenylendiphosphonit
0,6127 g Pentaerythrit (PE) (0,3 Mol-#, bezogen auf DMT)
Dann wurde die Reaktionstemperatur auf 2500C erhöht. Nach
einer Stunde wurde der Stickstoffstrom abgestellt tmd die
Reaktion bei einem Vakuum von unter 0,47.10 Pa 4 Stunden bei 2750C fortgesetzt. Die"inh,"-Viskosität des Copolyesters war
0,72. Die Polymerschmelze hatte schlechte Schmelzefestigkeit,
wie aus .Pig. 2 zu ersehen. Ein gepreßter Film einer Dicke von etwa 0,254 mm erforderte 11 Falszyklen, bevor er seine Reißfestigkeit
vollständig verlor. Der Copolyester hatte eine GrI as temperatur Tg von 98 C, eine Sauerstoff-Permeabilität
O /ΐ O O
von 8,4 cc.mil/i00in .day.atm (38,30.10~ cm .mm/m .s.bar),
2"
eine C0o-Permeabilität von 61,2 cc.mil/i00in ,day.atm
/Co ο
(279,07.10" cm emm/m .s.bar) und einen Schmelzpunkt von
(279,07.10" cm emm/m .s.bar) und einen Schmelzpunkt von
In einen 1 1 Reaktor aus rostfreiem Stahl, der mit einem
Rührer, einem Stick3toffeinlaß und einem Kühler versehen war, wurden folgende Substanzen gegeben:
909825/0631 .
291,3 S Dimethylterephthalat (DMT) 233,if g Ethylenglykol
10»15 S Bis~(4-p-Hydroxyethoxyphenyl)-sulfon
0,0919 g Mn(OAc)2.kRzQ
0,5764 g Trimellitsäureanhydrid (0,2 Mol-#,
bezogen auf DMT)
Das Heaktionsgemisch vurde unter Stickstoff 2 Stunden auf 190°C und 50 Minuten auf ΖΛ 0°C gehalten. Während dieser Zeit
vurde Methanol kontinuierlich abdestilliert. Dann wurden folgende Substanzen zugefügt:
0,1093 g Sb2°3
0,225 S Tripiienylphosphit
0,0894 g Tetrakis-(2,4-di-tert.butylphenyl)-
4,4'-biphenylendiphosphonit
0,0369 g 2,2'4,4I-Tetrahydroxybenzophenon
Unter Stickstoffatmosphäre vurde die Reaktionstemperatur auf
260°C erhöht und 1 Stunde gehalten. Dann vurde der Stickstoff-
gasstrom abgestellt und ein Vakuum unter 0,53.10 Pa angelegt.
Die Reaktion vurde unter Vakuum h Stunden bei 275°C fortgesetzt,
Ein gepreßter Film einer Dicke von etva 0,25'+ mm erforderte
ikh Falzzyklen, bevor er seine Reißfestigkeit vollständig
einbüßte. Der Copolyester hatte eine "inn.1*-Viskosität von
0,80. Die Polymerschmelze zeigte gute Schmelzefestigkeit,
Der Schmelzpunkt war 244°C und die Glastemperatur Tg 8h°G,
Die Sauerstoff- und Kohlendioxid-Gaspormeabilitäten varen
.../20
909825/0631
8,4 bzw. 55f9 οc.mil/100in2.day.atm ( 0£= 38,30.10 und
C0p = 254,90.10" cm3.mm/m2.s.bar).
Es wurde die gleiche Apparatur wie in Beispiel 7 benutzt und folgende Substanzen in den Reaktor gegeben:
291.3 g Dimethylterephthalat
233.4 g Ethylenglykol
0,0919 S Mn(OAo)2.4H2O
0,0919 S Mn(OAo)2.4H2O
Das Reaktionsgemisch, wurde unter Stickstoffatmosphäre 2 Stunden
auf 1900C und 2 Stunden auf 210°C erhitzt. ¥ährend dieser Zeit
wurde Methanol kontinuierlich abdestilliert. Dann wurden dem Gemisch im Reaktor folgende Substanzen zugegeben:
126,9 g Bis- (4-jß-Hydroxyetb.oxyphenyl)-sulfon
0,1093 S Sb2°3
0,225 g Triphenylphosphit
0,0894 g Tetrakis-(2,4-di-tert,butylphenyl)-
4,4.i -biphenylendiph.osph.onit
1,441 g Trimellitsäureanhydrid (0,5 Mol-#,
bezogen auf DMT)
Unter Stickstoffatmosphäre würde die Reaktionstemperatur auf
2600C erhöht und 35 Minuten aufi-echterhalten» Dann wurde der
Stickstoffstrom abgestellt und ein Vakuum unter 0,53·10 Pa
angelegt. Die Reaktion wurde unter Vakuum bei 2750C 4 Stunden,
15 Minuten fortgesetzt. Der Copolyester hatte eine "inn. '.·-Viskosität von 0,71« Ein gepreßter Film einer Dicke von etwa
9098 2 5/0631
..»/21
0,254 mm erforderte 17 Falzzyklen, bevor er seine Reißfestigkeit
vollständig verlor. Das Polymer hatte gute Schmelzefestigkeit
und war nicht kristallin. Die Permeabilitäten für Sauerstoff und Kohlendioxidgas waren: 8,1 (36,94.10" ) bzw.
59,8 cc.mil/i00in2.day.atm (272, 69.10"6cm3iiim/m2.s.bar) „ Die
Glastemperatur Tg betrug 100°C.
Es wurde die gleiche Apparatur wie in Beispiel 7 benutzt und in den Reaktor folgende Substanzen gegeben*
291.3 g Dime thy 11 e r eph thai at
233.4 g Ethyleiiglykol
152,2 g Bis-(4-ß-Hydroxyethoxyphenyl)-sulfon
0,0919 g Mn(OAc)2,4H2O
0,5764 g Trimellitsäureanhydrid (0,2 Mol-#, bezogen auf DMT)
Das Reaktionsgemisch wurde unter Stickstoff 2 Stunden bei 190oC und 1 Stunde bei 2100C erhitzt und dabei kontinuierlich
Methanol abdestilliert» Dann wurden folgende Substanzen zugefügt:
0,1093 s Sb2O3
0,0894 g Tetrakis-(2,4-di-tert.butylphenyl)~
4,4· -biph'enylendiphosphonit 0,225 g Triphenylphosphit
Unter Stickstoffatmosphäre wurde die Reaktionstemperatur auf 2600G erhöht und 1/2 Stunde aufrechterhalten. Dann wurde der
909825/0631 /9,>
Stickstoff abgeschaltet und ein Vakuum von unter 0,53,10 Pa
angelegt. Die Reaktion wurde bei 275°C 3 Stunden und kO Minuten
unter Vakuum fortgesetzt. Ein gepreßter PiIm einer Dicke von
etwa 0,25^ mm erforderte 12 Falzzyklen, bevor er seine Reißfestigkeit
vollständig verlor. Der Copolyester hatte eine " inh.'Mg.skosität von 0,62. Das Polymer hatte gute Schmelzefestigkeit
und var nicht kristallin. Die Permeabilitäten von 0 und CO2 waren: 8,7 bzw. 66,2 cc.mil/i00in .day.atm (39,67
.10" bzw. 3Ο1,87·1Ο~ cm .mm/m .s.bar). Die Glastemperatur Tg
war 105°C.
(Dieses Beispiel ist eine Fiederholung des Beispiels 2 der
US-PS 3 558 557 unter Verwendung von 10 Mol-# ethoxyliertem
Bisphenol A).
Es wurde die gleiche Apparatur wie in Beispiel 7 vorwendet und folgende Substanzen in den Reaktor gegeben:
291 j 3 g Dimethylterephthalat
232,8 g Ethylenglykol
47» 5 g ethoxyliertes Bisphenol A 0,4078 g Pentaerythrit (0,199 Mol-96, bezogen auf DMT) 0,0919 g
232,8 g Ethylenglykol
47» 5 g ethoxyliertes Bisphenol A 0,4078 g Pentaerythrit (0,199 Mol-96, bezogen auf DMT) 0,0919 g
Das Reaktionsgemisch wurde unter Stickstoff 2 Stunden lang axif 1900C gehalten. Dabei wurde kontinuierlich Methanol ab
destilliert. Dann wurden folgende Substanzen dem Gemisch zugegeben:
909825/0631 .../23
0,225 B Triphenylphosphit
O,O89*l· e Tetrakis-(2,^-di-tert.butylplrienyl)-
kfk1 -biphenyiendiphosphonit
Unter Stickstoffatmosphäre wurde die Reaktionstemperatur auf
26o°C erhöht und 30 Minuten aufrechterhalten. Dann wurde der
2 Stickstoffstrom abgestellt und ein Vakuum unter 0,53·10
angelegt. Die Reaktion wurde unter Vakuum bei 2701O 3 Stunden,
50 Minuten fortgesetzt. Der Copolyester hatte eine "inli. "-Viskosität
von 0,69· Ein gepreßter Film einer Dicke von etwa O,25*l· mm erforderte 52 Falzzyklen, bevor er seine Reißfestigkeit
vollständig einbüßte. Der Schmelzpunkt betrug 2250C, Tg war 760C. Die Permeabilitäten für Or bzw. CO^-Gas waren
10,6 bzw. 65,2 cc.mil/i00in .day.atm (65,2.10~ bzw.
297»17»10~ cm .mm/m .s«bar). Das Polymerisat hatte gute
Schmelzefestigkeit·
In diesem Beispiel wurde Polyethylenterephthalat hergestellt. In einen 500 ml Dreihalskolben, der mit einem Stickstoffeinlaß,
einem Rührer und einem Kühler versehen war, wurden folgende Substanzen gegeben»
46,5 g Dimethylterephthalat
35Λ g Ethylenglykol
0,0263 g Zinkacetat-dihydrat
0,01398g Antlmontrioxid
0,0263 g Zinkacetat-dihydrat
0,01398g Antlmontrioxid
909825/0631 *"/zh
2848Q68
Das Gemisch wurde unter Stickstoffatmosphäre 3 Stunden auf
220°C gehalten. ¥ährend dieser Zeit wurde Methanol abdestilliert. Dann wurde die Reaktionstemperatur auf 280 C erhöht, der Stickstoffstrom
abgestellt und Vakuum stufenweise bis unter 0,67»
10 Pa angelegt, überschüssiges Ethylenglykol wurde kontinuierlich
abdestilliert. Die Reale tion wurde nach h Stunden gestoppt«
Die"inh,"-Viskosität des Produkts war 0,83, seine Glastemperatur
72°C und die Permeabilitäten für Sauerstoff und Kohlendioxid-
2 —6
Gas waren 8,5 bzw. 53,3 cc,mil/i00in .day.atm (55,3.10~ bzw.
252,17·1θ" cm .mm/m .s.bar). Das Produkt hatte schlechte
Svhiuplzefestigkeit und einen Schmelzpunkt von 252 C.
Es wird auf die XIS-PS 3 558 557 Bezug genommen. Aus den Monomerkomponenten,
die in dieser Patentschrift offenbart sind, würde _ es möglich sein, die vier Reaktanten der vorliegenden Erfindung
herauszuholen. Doch ist die Patentschrift auf die Herstellung vf-vi Polyestern mit den für die Faserherstellung erwünschten
Eigenschaften abgestellt.
Darüber hinaus fehlt in dieser Patentschrift jeder Hinweis"
auf die Auswahl der vier Komponenten in den in der vorliegenden Anmeldung offenbarten Mengenverhältnissen, um zu den hier dargelegten
Eigenschaften zu gelahgeit. Zum Beispiel wird in der
Kolonne 5 der Patentschrift Trimeilitsäure mit Pentaerithrit gleichgesetzt. Wie hierin gezeigt, führt Pentaerithrit aber
nicht zu der gewünschten Kombination von Eigenschaften, was
sich darin zeigt, daß die Falzfestigkeit unbefriedigend ist
.../25 909825/0631
(siehe Beispiel 7)» Durch. Beispiel 7 ist auch, nicht nahegelegt,
daß Terephthalsäure und Ethylenglykol mit BSE und Triraellitsäure
oder deren Anhydrid kombiniert werden muß« Wenn man das Beispiel 2 der Patentschrift wiederholt (in der vorliegenden
Anmeldung ist es das Beispiel 11), stellt man fest, daß wenn man Bis-phenol-A-diglykolether anstelle von BSE einsetzt, man
ganz unbefriedigende O„~ und CO_-Permeabilitäten erhält.
Auf dem einschlägigen Gebiet in weiterem Sinne ist die gleichzeitig
schwebende US-Patentanmeldung, Ser. No. 812,921 vom 5·7·77 zu erwähnen, die aber auch die vorgeschlagenen Polymeren
bzw» das Verfahren nicht nahelegt»
909825/0631
Claims (3)
- Ansprüche:. ')
1J Thermoplastischer Copolyester, dadurch gekennzeichnet, daß er durch Polymerisationsreaktxon von dem Reaktanzen (a), das ist mindestens eine der Verbindungen Terephthalsäure und «eine C1 - C.-Alkyleater, dem Reaktanten (b), das ist Bis-(k-p~Hydroxyethoxyphonyl)' sulfon plus Ethylenglylcol unddem Reaktanten (θ), das ist mindestens eine der Verbindungen Trimellitsäure, Trimellitsäureanhydrid und ilire C1- bis Cji -Alkyloster,
erhalten worden ist, wobei das Bis-(i|—p~Hydroxyethoxy--Z-phenyl)-sulfon In einer Menge von 2-25 MoI-^, beide Komponenten des Reaktanten (b) in einer Menge von 110 bis 300 Mol-$ und der Reaktant (c) in einer Menge von 0,1-0,7 Mol-$„ bezogen auf Reaktant (a), vorliegen; und daß er eine Sauers toff-Permeabilität von weniger als 9 ccnniil/iOO in^'day· atm (41,O4 χ 10~ cm .mm/m".s.bar) und eine Kohlendioxid-Permeabilität von weniger als 62 cc.mil/ 100 in .day.atm (282,72.10" cmJ.mm/m ,s,bar) hat, in unorientiertem Zustand aine Glastemperatur Tg von mindestens 82°C aufweist und nicht-Newton1sehe Fließeigenschaften besitzt« - 2. Thermoplastischer Copolyester nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bis-(4-ß~Hydroxyethoxyphen/l)-sulfon in einer Menge von 2-20 Mol-$, bezogen auf den Realctanten (a) vorliegt.
- 3. Verfahren zur Herstellung hohler Gegenstände aus einem aus Terephthalsäure oder einem ihrer niederen Ester und mindestens einem Diol hergestellten Polyester, wobei eine hohle Vorform hergestellt und diese bei einer Temperatur, bei der sie in erweichtem Zustand ist, in eine Blasform gebracht und darin gegen die ¥andungen blasgefomnt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Vorform durch freies Strangpressen des Copolyesters nach Anspruch 1 in Form eines Schlauches hergestellt wird.909825/0631k, Verfahren nacli Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Vorform durch freies Strangpressen des Copolyesters nach Anspruch 2 in Form eines Schlauches hergestellt wird.903825/0631
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OAP | Request for examination filed | ||
OD | Request for examination | ||
8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: GO, SANTOS WONG, TOLEDO, OHIO, US |
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D2 | Grant after examination | ||
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |