DE3241444A1 - Aromatische copolyetherketone - Google Patents

Aromatische copolyetherketone

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DE3241444A1 DE19823241444 DE3241444A DE3241444A1 DE 3241444 A1 DE3241444 A1 DE 3241444A1 DE 19823241444 DE19823241444 DE 19823241444 DE 3241444 A DE3241444 A DE 3241444A DE 3241444 A1 DE3241444 A1 DE 3241444A1
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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
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/127Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from carbon dioxide, carbonyl halide, carboxylic acids or their derivatives

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  • Polyethers (AREA)

Description

  • Aromatische Copolyetherketone
  • Aromatische Polyetherketone, die nur aus mit Sauerstoffr und Carbonylgruppen verbrückten p-Phenylenringen bestehen, sind eine Kunststoffklasse mit sehr hohem Eigenschaftsniveau. Sie sind hochtemperaturbeständig, selbstverlöschend, bei Beflammung raucharm und weisen hohe Steifigkeiten und Schlagzähigkeiten auf. Wegen ihres hohen kristallinen Anteils sind sie extrem lösungsmittelbeständig und spannungsrißbeständig.
  • Aromatische Polyetherketone können nach zwei. Synthesewegen hergestellt werden, nämlich entweder unter Synthese der Sauerstoffbrücke durch nucleophile aromatische Substitution oder unter Bildung der Carbonylbrücke durch Friedel-Crafts-Acylierung. Bei der erstellung durch nucleophile aromatische Substituion wird das Di-Kaliumsalz eines Diphenol mit 4,4'-Difluorbenzophenon zur Umsetzung gebracht. Mit 4,4'-Dichlorbenzophenon läuft die Reaktion nicht ab, an ist daher auf die teure Difluorverbindung als einen der Rohstoffe angewiesen.
  • Dieser Nachteil wird vermieden, wenn nan die Polyetherketone durch Friedel-Crafts-Acylierung in Fluorwasserstoff als Lösungsmittel und mit Bortrifluorid als Xatalysator, wie z B. in der DE-A- 1 645 153 beschrieben, herstellt.
  • Bei einer Variante werden die preiswerten Monomeren Diphenylether und Terephthaloylchlorid unter Bildung eines hoc-hmolekularen Polyetherketons der Struktur zur Reaktion gebracht. Das so hergestellte Dolyetnerketon hat einen kristallinen Scnmelzpunkt von ca, 390°C, gemessen nacn J 'der DSC-Methode bei einer Aufheizrate von 32°C/min. Deshalb muß die thermoplastische Verarbeitung im Temperaturbereich von 410 bis 420° erfolgen. Bei der Verarbeitung unter diesen Temperaturbedingungen stellt man jedoch eine recht erhebliche Vernetzungsneigung des Polymeren fest, die zu einem unerwünschten Anstieg der Schmelzviskosität und zu Extrudaten mit rauher Oberfläche und geringer Zähigkeit führt. Bei der Bestimmung der Lösungsviskosität in konzentrierter Schwefelsäure stellt man fest, daß sich das extrudierte Polymere nur teilweise löst, da sich vernetzte Gelpartikel gebildet haben.
  • Dagegen gelingt die Verarbeitung des Polyetherketons der Struktur bei 420°C ohne irgendeine Vernetzungs- oder Abbaureaktion.
  • Dieses Polyetherketon wird in einer anderen Variante der Friedel-Crafts-Acylierung nach der DE-A-1 645 153 unter Selbstkondensation von 4-Phenoxibenzoylchlorid hergestellt.
  • 4-Phenoxibenzoylchlorid ist jedoch keine marktgängige Verbindung und damit auch relativ teuer. So wird die Aufgabe, ein preiswertes aromatisches Polyetherketon herzustellen, bei Verwendung von 4-Phenoxibenzoylchlorid ebenfalls nicht gelöst.
  • in der US-PS 3 516 966 wird vorgeschlagen, bei der Herstellung des Polyetherketons I bis zu 30 Mol.-» des Terephthaioylchlorids durch Isophthaloylchlorid zu ersetzen. Dadurch wird der kristalline Schmelzpunkt und damit die Verarbeitungstemperatur abgesenkt. Durcn einen teilweisen Ersatz von Terephthaloylchlorid durch Isophthaloylchlorid wird jedoch der kristalline Anteil der Polyetherketone herabgesetzt, was sich sehr nachteilig auf aeren Lösungsmittelbeständigkeit und Spannungsrißbeständigkeit auswirkt. So ist z.B. ein Copolymeres mit einem Gehalt von nur 10 % Isophthaloyl-Einheiten in Dichloressigsäure löslich.
  • Im Beispiel 61 der DE-A-1 645 153 ist ein Copolyetherketon aus Terephthaloylchlorid. Diphenylether und 4-Phenoxibenzoylchlorid beschrieben, das aber aarüber hinaus Isophthaloylchlorid und 2,6-Naphthaloylchlorid als weitere Comonomere enthält. Diese sind wohl die Ursache dafür, daß auch dieses Copolyetherketon einen stark herabgesetzten kristallinen Anteil aufweist.
  • Es bestand demnach weiternin die Aufgabe, qualitativ hochwertige aromatische Polyetherketone auf der Basis preiswerter Monomerer herzustellen.
  • Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, Copolyetherketone durch Polykondensation von Terephthaloylchlorid und Diphenylether in Fluorwasserstoff als Lösungsmittel und mit Bortrifluorid als Frieael-Crafts-oatalysator Copolyetherketone herzustellen, wobei das Monomerengemisch 20 bis 50 Gew.-% 4-Phenoxibenzoylchlorid als einziges Comonomeres enthält.
  • Daß auf diese leise neben dem niedrigen Monomerpreis in mehrfacher Hinsicht günstige Eigenschaften erhalten werden, ist überraschend. Während der Verarbeitung, die auch hier bei 410 bis 4200C liegt, tritt entgegen der Lehre der US-PS 3,510,960 keine oder nur sehr geringe Vernetzung ein.
  • Es war auch überrasenend, daß der kristalline Anteil der erfindungsgemäßen Copolyetherketone nicht merklich erniedigt ist, und die Lösungsmittelbeständigkeit denen der reinen Homopolymeren der Formel I oder II entspricht. Die kristalli-J nen Schmelzpunkte der erfindungsgemäßen aromatischen Copol«yetherketone liegen im gesamten Zusammensetzungsbereich zwischen denen der zugehörigen Homopolymeren, also zwischen etwa 360 und 39000. Damit weisen diese Copolyetherketone auch eine sehr hohe Kurzzeittemperaturbelastbarkeit auf.
  • Wird der Anteil von 80 Gew.-% (= 73 Mol.-%) Terephthaloylchlorid und Diphenylether in der Monomermischung dberschritten, so tritt bei der Verarbeitung wieder merkliche Vernetzung auf. Der Anteil kann zwar prinzipiell 50 Gew.-g unterschreiten, es wird aann jedoch keine Verbesserung von Eigenschaften beobachtet, und mit wachsendem Anteil an 4-Phenoxibenzoylchlorid steigt nur der Preis an. Das Molverhältnis Terephthaloylchlorid zu Diphenylether liegt vorzugsweise zwischen 1:0,9 und 1:1,1, insbesondere zwischen 1: und 1:.... . Durch einen Geringen überschuß eines Reaktanten kann das Molekulargewicht des Polymeren geregelt werden.
  • Als Friedel-Crafts-Katalysator wird Bortrifluorid eingesetzt, vorzugsweise in etwa äquimolaren Mengen, bezogen auf die Säurehalogenidgruppen der Monomeren. Die Polykondensation wird in Fluorwasserstoff als Lösungsmittel durchgeführt, welches in einer Vorstufe die Säurechloride in die reaktionsfähigen -Säurefluoride umwandelt. Die Menge des Pluorwasserstoffs wird vorzugsweise so gewählt, daß eine 20 bis 50, vorzugsweise 30 bis 45 gewichtsprozentige Lösung des Polymeren entstent. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Monomeren und das Lösungsmittel vorgemischt, auf Temperaturen unter OOC abgekühlt und das Bortrifluorid so langsam zugesetzt, daß diese Temperatur gehalten wird.
  • Dann wird im Laufe der weiteren Umsetzung die Temperatur auf OOC erhöht.
  • Die erfindungsgemäßen aromatischen Copolyetherketone können Nukleierungsmittel enthalten, vorzugsveise Talkum in einem Gewichtsanteil von 0,0001 bis 1 %. Sie können außerdem ver- stärkende Füllstoffe wie Glasfasern, Kohlenstoffasern, Metallfasern, amorphe Metallfasern, Aluminiumoxidfasern, Mineral, fasern, Bor- und Aluminiuncarbidfasern, Borfasern und andere faserförmige Materialien mit hohen Festigkeiten und Steifigkeiten enthalten. Auch nichtfasrige verstärkende Füllstoffe wie Talkum, Kreide, Kaolin, Metallpulver, Graphitpulver, Glaskugeln oder Hohlglas kugeln erhöhen Festigkeit und Steifigkeit der Copolyetherketone. Der Gewichtsanteil der verstärkenden Füllstoffe kann 1 bis 60 Volumenprozent, bezogen auf die Mischung, betragen. Als weitere Additive können die erfindungsgemäßen Copolyetherketone Gleitmittel wie Polytetrafluorethylenpulver oder Molybdändisulfid in Gewichtsanteilen von 1 bis zu 50 Z enthalten. Selbstverständlich können die Copolyetherketone auch eingefärbt werden, wobei vorzugsweise anorganische Pigmente wegen der höheren Tetrperaturbestandigkeit bevorzugt werden. Die erfindungsgemäßen Copolyetherketone können zu hochtemperaturbeständigen Formteilen, z.3.
  • füe Elektroisolierfolien und Fur.ktionsteilen für die Elektroindustrie verarbeitet werden.
  • Beispiel In ein 1,4-Liter-Rührgefäß aus Hastelloy 0> ausgestattet mit einem Doppelmantel zur Temperierung, einer Temperaturmeßeinrichtung, einer Temperaturkontrolleinrichtung, einer Viskositätsressung über das Rührerdrehmoment, Rührer und einen Rückflußkühler aus Hastelloy C wurden die Monomermischungen in einer derartigen Menge eingewogen, daß sie jeweils 300 g Polyetherketon ergaben. Ein Überschuß von 0,6 Mol.-% Diphenylether wurde jeweils als Molekulargewichtsregler eingesetzt. Die Temperatur bei der Einwaage betrug ca. 300C. Der Rückflußkühler wurde bei -40°C betrieben. Nach dem Einbringen der Monomeren wurden innerhalb von 1/2 h 650 g wasserfreier Fluorwasserstoff zudosiert, wobei die Terperatur der Mischung auf 2 bis 10°C absank und Chlorwasserstoff entwickelt wurde. Nach' ca. 1 h bei 2 bis 10°C war die Chlor-9 wasserstoffentwicklung beendet und die Säurechloride in Säure fluoride umgewandelt. Sodann wurde die Mischung auf -15 bis -200C abgekühlt und dann bis zur Sättigung bei 0,3 bar Bortrifluorid eingeleitet. Nach der Sättigung mit Bortrifluorid wurde die Temperatur innerhalb von 3 h auf OOC erhöht und unter weiterem langsamen Durchleiten von Bortrifluorid die Reaktion vervollständigt. Nach weiteren 8 h wurde kein Viskositätsanstieg mehr beobachtet und die viskose Polymerlösung mit Stickstoff aus einer Düse am Boden des Rü.hrgefäßes in ein Wasserbad gedrückt, wo sie sofort koagulierte. Der so erhaltene Strang wurde durch Extraktion mit wasser gereinigt. Die Schmelzverarbeitung der Copolyetherketone erfolgte in einem Kapillarviskosimeter nach einer Aufschmelzzeit von 5 min. bei 415°C. Vor und nach der Verarbeitung wurde die relative Lösungsviskosität rel einer 0,5%igen Lösung der Polyetherketone in Schwefelsäure bemessen. Außerdem wurde die Löslichkeit in Dichloressigsäure überprüft. Die kristallinen Schmelzpunkte Tm und die Glastemperaturen Tg wurden nach der DSC-Methode mit einer Heizrate von 32 00/min. gemessen. Als Maß für den kristallinen Anteil wurde die Abkühlungskurve genommen, wozu die Proben in der DSC-Apparatur 5 min. bei 4200C gehalten und dann mit 32 00/min. abgekühlt wurden. Gemessen wurden die Temperaturen für Beginn (TKB), Maximum (Tmax) und ialbwertsbreite (:iB) des exothermen Kristallisationspeaks und die relative Fläche als Maß für den kristallinen Anteil (Hrel).
  • Die folgende Tabelle zeigt die Ergebnisse, wobei die Homopolyeterketone der Formeln I und II (Beispiele 1 und 5) als Vergleichsbeispiele dienen.
  • Die Beispiele zeigenj daß die erfindungsgemä£en Copolyetherketone über den gesamten Zusammensetzungsbereich hinweg hochkristallin sind, daß die Kristallisationsgeschwindigkeit im Vergleich zu den Homopolymeren kaum verringert wird, und daß die Polymeren ohne wesentliche Viskositätserhöhung thermoplastisch verarbeitbar sind.
  • Beispiel 1 2 3 4 5 Gew.-% (Terephthal- 100 80 62 50 g oylchlorid + Diphenylether) Gew.-% 4-Phenoxiben- 0 20 38 50 100 zoylchlorid Tm (°C) 385 379 374 369 362 Tg (°C) 185 182 180 177 170 #rel vor Verarbeitung 1,51 1,54 1,52 1,69 1,64 #rel nach Verarbei- nicht 1,56 1,55 1,72 1,64 tung meßbar Quellkörper TKB (°C) 332 324 310 312 310 Tmax (°C) 320 309 291 284 280 HWB (°C) 18 20 25 20 17 #Hrel 71 86 8.1 90 100 bezogen auf Polyetherketon II Löslichkeit in nein nein nein nein nein Dichloressigsäure

Claims (4)

  1. Zu 1. ) Thermoplastisch verarbeitbare aromatische Polyetherketone, hergestellt durch Polykondensation von Terephthaloylchlorid und Diphenylether in Fluorwasserstoff als Lösungsmittel in Gegenwart von Bortrifluorid als Friedel-Crafts-Katalysator, dadurch gekennzeichnet, daß die Monomermischung als einziges Comonomeres 20 bis 50 Gew.-p 4-Phenoxybenzoylchlorid enthält.
  2. 2. Aromatische Polyetherketone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,0001 bis 1 Gew.-% eines Nukleierungsmittels, vorzugsweise Talkum, enthalten.
  3. 3. Aromatische Polyetherketone nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ekennzeichnet, daß sie 1 bis 60 Vol.-% verstärkende Füllstoffe enthalten,
  4. 4. Aromatische Polyetherketone nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie 1 bis 50 Gew.-% Polytetrafluorethylen und/oder Nolybdänsulfid enthalten.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0165406A1 (de) * 1984-05-04 1985-12-27 BASF Aktiengesellschaft Unvernetzte, thermoplastisch verarbeitbare Polyetherketone und Verfahren zu ihrer Herstellung
US5081216A (en) * 1989-02-28 1992-01-14 Basf Aktiengesellschaft Preparation of polyaryl ether ketones by electrophilic polycondensation
US5122588A (en) * 1989-03-04 1992-06-16 Basf Aktiengesellschaft Preparation of polyaryl ether ketones by electrophilic polycondensation
EP0692508A1 (de) 1994-07-11 1996-01-17 Basf Aktiengesellschaft Amphotere Metalloxide als Cokatalysator bei der elektrophilen Synthese von Polyaryletherketonen
EP0695773A1 (de) 1994-07-11 1996-02-07 Basf Aktiengesellschaft Schwefeloxide und deren Halogenderivate als elektrophiles Endgruppenverschlussreagens bei der elektrophilen Synthese von Polyaryletherketonen
WO1996041836A1 (en) * 1995-06-09 1996-12-27 Hoechst Celanese Corporation Highly-filled, moldable polyaryletherketones

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3516966A (en) * 1968-02-05 1970-06-23 Du Pont Polyketone copolymers
DE1645153A1 (de) * 1965-08-04 1970-10-22 Du Pont Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1645153A1 (de) * 1965-08-04 1970-10-22 Du Pont Verfahren zur Herstellung von Polymerisaten
US3516966A (en) * 1968-02-05 1970-06-23 Du Pont Polyketone copolymers

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0165406A1 (de) * 1984-05-04 1985-12-27 BASF Aktiengesellschaft Unvernetzte, thermoplastisch verarbeitbare Polyetherketone und Verfahren zu ihrer Herstellung
US5081216A (en) * 1989-02-28 1992-01-14 Basf Aktiengesellschaft Preparation of polyaryl ether ketones by electrophilic polycondensation
US5122588A (en) * 1989-03-04 1992-06-16 Basf Aktiengesellschaft Preparation of polyaryl ether ketones by electrophilic polycondensation
EP0692508A1 (de) 1994-07-11 1996-01-17 Basf Aktiengesellschaft Amphotere Metalloxide als Cokatalysator bei der elektrophilen Synthese von Polyaryletherketonen
EP0695773A1 (de) 1994-07-11 1996-02-07 Basf Aktiengesellschaft Schwefeloxide und deren Halogenderivate als elektrophiles Endgruppenverschlussreagens bei der elektrophilen Synthese von Polyaryletherketonen
WO1996041836A1 (en) * 1995-06-09 1996-12-27 Hoechst Celanese Corporation Highly-filled, moldable polyaryletherketones

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