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Thermoplastische polymere Zubereitungen
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mit verbesserter Wärmebeständigkeit Polycarbonate sind bekannte thermoplastische
Materialien, welche infolge ihrer zahlreichen vorteilhaften Eigenschaften in vielen
kommerziellen und industriellen Anwendungsbereichen als thermoplastische technische
Materialien eingesetzt werden. Die Polycarbonate weisen beispielsweise ausgezeichnete
Eigenschaften hinsichtlich der Zähigkeit, der Flexibilität, der Schlagfestigkeit
und dergleichen, auf. Die Polycarbonate werden im allgemeinen durch Reaktion eines
zweiwertigen Phenols, wie Bisphenol-A, mit einer Carbonatvorstufe, wie Phosgen,
hergestellt.
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Obwohl die herkömmlichen Polycarbonate im allgemeinen für eine breite
Vielzahl von Anwendungsbereichen durchaus geeignet sind, besteht ungeachtet dessen,
insbesondere für Hochtemperaturbedingungen, ein Bedarf für Polycarbonate, welche
bis zu einem wesentlichen Ausmaß die meisten der anderen vorteilhaften Eigenschaften
von üblichen Polycarbonaten beibehalten und gleichzeitig eine höhere Wärmebeständigkeit
als
die herkömmlichen Polycarbonate aufweisen.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Polycarbonate
zu schaffen, welche bis zu einem erheblichen Ausmaße im wesentlichen die meisten
der vorteilhaften Eigenschaften der herkömmlichen Polycarbonate besitzen, während
sie gleichzeitig eine verbesserte Wärmebeständigkeit zeigen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden daher neue Polycarbonate geschaffen,
welche bis zu einem erheblichen Ausmaß im wesentlichen die meisten oder alle vorteilhaften
Eigenschaften der herkömmlichen Polycarbonate besitzen und gleichzeitig eine verbesserte
Wärmebeständigkeit aufweisen. Die neuen Polycarbonate der vorliegenden Erfindung
werden durch Umsetzen einer Carbonatvorstufe mit einem zweiwertigen Phenol hergestellt,
ausgewählt aus zweiwertigen Phenolen der nachfolgenden allgemeinen Formeln
in welchen jeder Rest R¹, unabhängig, aus Halogenresten, einwertigen Kohlenwasserstoffresten
und einwertigen Hydrocarbonoxyresten ausgewählt ist, jeder Rest R², unabhängig,
aus Halogenresten, einwertigen Kohlenwasserstoffresten und einwertigen Hydrocarbonoxyresten
ausgewählt ist, die Reste R4 und R5, unabhängig voneinander, aus einwertigen Kohlenwasserstoffresten
ausgewählt sind,
der Rest R3 aus Wasserstoff und einwertigen Kohlenwasserstoffresten
ausgewählt ist, unter der Bedingung, daß in dem Falle, wo der Rest R³ Wasserstoff
ist, zumindest einer der einwertigen Kohlenwasserstoffreste R4 und R5 zumindest
zwei Kohlenstoffatome enthalten muß, der Rest R6 ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest
ist, der zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an welches der Rest R6 gebunden ist,
eine cyclische Struktur ausbildet, 7 der Rest R aus Wasserstoff und einwertigen
Kohlenwasserstoffresten ausgewählt ist und die Indizes n und n, unabhängig, aus
ganzen Zahlen mit einem Wert von 0 bis 4 einschließlich, ausgewählt sind.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden neue Polycarbonate geschaffen,
welche bis zu einem erheblichen Ausmaß die meisten der vorteilhaften Eigenschaften
der herkömmlichen Polycarbonate aufweisen und ebenso auch gute thermische Eigenschaften,
wie gute Wärmebeständigkeit, besitzen.
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Die neuen Polycarbonate der vorliegenden Erfindung sind von (i) einer
Carbonatvorstufe und (ii) zumindest einem zweiwertigen Phenol abgeleitet, das aus
zweiwertigen Phenolen der nachfolgenden allgemeinen Formeln I und II
ausgewählt ist.
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In der allgemeinen Formel I sind die Reste R4 und R5, unabhängig,
aus einwertigen Kohlenwasserstoffresten ausgewählt; R³ ist aus Wasserstoff und einwertigen
Kohlenwasserstoffresten ausgewählt, mit der Bedingung, daß in dem Falle, wo R3 Wasserstoff
ist, zumindest einer der einwertigen Kohlenwasserstoffreste R4 und R5 zumindest
zwei Kohlenstoffatome enthält; R1 ist, unabhängig, aus Halogenresten, einwertigen
Kohlenwasserstoffresten und einwertigen Hydrocarbonoxyresten ausgewählt; R2 ist,
unabhängig, aus Halogenresten, einwertigen Kohlenwasserstoffresten und einwertigen
Hydrocarbonoxyresten ausgewählt; und die Indizes n und n' sind, unabhängig, aus
ganzen Zahlen mit einem Wert von 0 bis 4 einschließlich, ausgewählt.
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In der allgemeinen Formel II haben R1, R2, n und n' die gleiche Bedeutung
wie oben; R7 ist aus Wasserstoff und einwertigen Kohlenwasserstoffresten ausgewählt
und R6 ist ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest, der zusammen mit dem Kohlenstoffatom,
an welches der Rest R6 gebunden ist, eine cyclische Kohlenwasserstoffstruktur ausbildet.
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Die bevorzugten Halogenreste R1 und R2 sind Chlor und Brom.
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Die einwertigen Kohlenwasserstoffreste R1 und R2 sind aus Alkylresten,
Arylresten, Alkarylresten, Aralkylresten und Cycloalkylresten ausgewählt. Die bevorzugten
Alkylreste R und R2 sind solche, die von 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatome enthalten.
Diese bevorzugten Alkylreste schließen die geradkettigen und die verzweigtkettigen
Alkylreste ein. Einige nichteinschränkende, erläuternde Beispiele dieser bevorzugten
Alkylreste umfassen Methyl, Methyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, tert.-Butyl,
und dergleichen. Die bevorzugten Arylreste R1 und R2 sind solche, die von 6 bis
12 Kohlenstoffatome enthalten, und schließen Phenyl, Naphthyl und Biphenyl
ein.
Die bevorzugten Alkaryl- und Aralkylreste R1 und R2 sind solche, die von 7 bis etwa
14 Kohlenstoffatome enthalten und schließen Benzyl, Tolyl, Athylphenyl, und dergleichen,
ein. Die bevorzugten Cycloalkylreste R1 und R2 sind solche, die von 3 bis etwa 8
Ringkohlenstoffatome enthalten und schließen Cyclopropyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl,
und dergleichen, ein.
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Die einwertigen Hydrocarbonoxyreste R1 und R2 sind vorzugsweise aus
Alkoxyresten und Aryloxyresten ausgewählt. Die bevorzugten Alkoxyreste sind solche
mit 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen. Der bevorzugte Aryloxyrest ist der Phenoxyrest.
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In den zweiwertigen Phenolen der allgemeinen Formeln I und II können
in dem Falle, wo mehr als ein R1-Substituent vorhanden ist, d.h. wo der Index n
gleich einem Wert von 2 bis 4 ist, diese Reste gleich oder verschieden sein. Das
gleiche gilt für den R2-Substituenten. Falls n oder n' den Wert O besitzt, sind
die Ringkohlenstoffatome des aromatischen Kerns mit Wasserstoffatomen verbunden.
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Die einwertigen Kohlenwasserstoffreste R³, R4, R5 und R7 sind aus
Alkylresten, Cycloalkylresten, Arylresten, Alkarylresten und Aralkylresten ausgewählt.
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Die bevorzugten Alkylreste R3, R4, R5 und R7 sind solche mit 1 bis
etwa 8 Kohlenstoffatomen. Diese Alkylreste schließen die verzweigten Alkylreste
und die geradkettigen Alkylreste ein. Einige erläuternde, nichteinschränkende Beispiele
dieser bevorzugten Alkylreste umfassen Methyl, Äthyl, Propyl, Butyl, Isobutyl, tert.-Butyl,
Pentyl, Neopentyl, und dergleichen.
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Die bevorzugten Arylreste R3, R41 R5 und R7 sind solche mit
6
bis 12 Kohlenstoffatomen, d.h. Phenyl, Naphthyl und Biphenyl. Die bevorzugten Alkaryl-
und Aralkylreste sind solche mit 7 bis etwa 14 Kohlenstoffatomen, z.B. Benzyl, Tolyl,
Äthylphenyl, etc.
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Die bevorzugten Cycloalkylreste R³, R4, R5 und R7 sind solche mit
4 bis etwa 8 Ringkohlenstoffatomen. Einige erläuternde, nichteinschränkende Beispiele
dieser bevorzugten Cycloalkylreste schließen Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl,
und dergleichen, ein.
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Wie bereits früher erwähnt, ist R6 ein zweiwertiger Rest, welcher
zusammen mit dem Rest der nachfolgenden allgemeinen Formel
eine cyclische Kohlenwasserstoffstruktur ausbildet. Diese cyclische Struktur kann
monocyclisch oder bicyclisch sein.
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Vorzugsweise ist der Rest R6 ein zweiwertiger Alkylenrest mit 3 bis
etwa 8 Kohlenstoffatomen, z.B. Propylen, Butylen, Pentylen, und dergleichen.
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Einige erläuternde, nichteinschränkende Beispiele der durch den Rest
R6 und den oben beschriebenen Kohlenstoffrest ausgebildeten cyclischen Strukturen
umfassen:
und dergleichen.
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Besonders brauchbare und manchmal sogar bevorzugte zweiwertige
Phenole
der allgemeinen Formel I sind solche, in denen alle Reste R3, b und R5, unabhängig,
aus einwertigen Kohlenwasserstoffresten ausgewählt sind.
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Die neuen zweiwertigen Phenole der allgemeinen Formeln I und II werden
durch Reaktion eines besonderen Aldehyds mit einem Phenol in Gegenwart eines Säurekatalysators
hergestellt. Der besondere Aldehyd-Reaktionsteilnehmer ist aus Aldehyden der nachstehenden
allgemeinen Formeln III und IV
ausgewählt, in welchen R3, R4, R , R6 und R7 die gleiche Bedeutung wie oben besitzen.
Die Phenol-Reaktionsteilnehmer sind aus Phenolen der nachstehenden allgemeinen Formeln
V und VI
ausgewählt, in welchen R1, R2, n und n' die gleiche Bedeutung wie oben besitzen.
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Um die neuen zweiwertigen Phenole der allgemeinen Formel I zu erhalten,
wird 1 Mol eines Aldehyds der allgemeinen Formel III mit 1 Mol eines Phenols der
allgemeinen Formel V und 1 Mol eines Phenols der allgemeinen Formel VI in Gegenwart
eines Säurekatalysators umgesetzt. Einige erläuternde, nichteinschränkende
Beispiele
von geeigneten Säurekatalysatoren, die verwendet werden können, schließen Chlorwasserstoffsäure,
Bromwasserstoffsäure, Poly(styrolsulfonsäure), Schwefelsäure, Benzolsulfonsäure,
und dergleichen, ein. Die Phenole der allgemeinen Formeln V und VI werden mit dem
Aldehyd der allgemeinen Formel III in Gegenwart des Säurekatalysators unter solchen
Bedingungen von Temperatur und Druck umgesetzt, daß die Coreaktion zwischen den
Phenolen und dem Aldehyd unter Bildung des zweiwertigen Phenols der allgemeinen
Formel I erfolgt. Die Reaktion läuft im allgemeinen bei einem Druck von etwa einer
Atmosphäre und bei Temperaturen im Bereich von Raumtemperatur bis etwa 1000C zufriedenstellend
ab.
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Die Menge an eingesetztem Säurekatalysator ist eine katalytische Menge.
Unter einer katalytischen Menge wird eine zur Katalyse der Reaktion zwischen dem
Aldehyd und dem Phenol wirksame Menge verstanden. Im allgemeinen liegt diese Menge
im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 10 %. Jedoch liegt diese Menge in der Praxis gewöhnlich
etwas höher, da das in der Reaktion gebildete Wasser-Coprodukt den Säurekatalysator
verdünnt und ihn etwas weniger wirksam macht (die Reaktion verlangsamt), als dies
in unverdünntem Zustand der Fall ist.
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Die Phenole der allgemeinen Formeln V und VI können selbstverständlich
die gleichen sein. In diesem Fall wird 1 Mol des Aldehyds der allgemeinen Formel
III mit 2 Mol des Phenols zur Reaktion gebracht.
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Um die zweiwertigen Phenole der allgemeinen Formel II zu erhalten,
wird 1 Mol eines Aldehyds der allgemeinen Formel IV mit 1 Mol des Phenols der allgemeinen
Formel V und 1 Mol des Phenols der allgemeinen Formel VI, oder, falls die Phenole
der allgemeinen Formeln V und VI die gleichen sind, mit 2 Mol
des
Phenols, unter den Reaktionsbedingungen und in Gegenwart eines Säurekatalsysators,
wie dies oben angegeben ist, zur Herstellung des zweiwertigen Phenols der allgemeinen
Formel II umgesetzt.
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Einige nichteinschränkende, erläuternde Beispiele der zweiwertigen
Phenole der allgemeinen Formel I sind nachstehend aufgeführt:
und dergleichen.
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Einige erläuternde, nichteinschränkende Beispiele der zweiwertigen
Phenole der allgemeinen Formel II umfassen:
und dergleichen.
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Bei der Herstellung der Carbonatpolymeren der vorliegenden Erfindung
kann lediglich ein zweiwertiges Phenol der allgemeinen Formeln I oder II, oder eine
Mischung aus zwei oder mehreren verschiedenen zweiwertigen Phenolen der allgemeinen
Formeln I und/oder II eingesetzt werden. Demzufolge können beispielsweise zwei oder
mehr verschiedene zweiwertige Phenole der allgemeinen Formel I, zwei oder mehr verschiedene
zweiwertige Phenole der allgemeinen Formel II oder zumindest ein zweiwertiges Phenol
der allgemeinen Formel I und zumindest ein zweiwertiges Phenol der allgemeinen Formel
II eingesetzt werden.
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Die Carbonatvorstufe kann ein Carbonylhalogenid, ein Diarylcarbonat
oder ein Bishalogenformiat sein. Die bevorzugten Carbonatvorstufen sind die Carbonylhalogenide.
Die bevorzugten Carbonylhalogenide schließen Carbonylchlorid, Carbonylbromid, und
Mischungen daraus, ein. Das bevorzugte Carbonylhalogenid ist Carbonylchlorid, das
auch unter dem Namen Phosgen bekannt ist.
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Die neuen Carbonatpolymeren der vorliegenden Erfindung enthalten wiederkehrende
Struktureinheiten der nachfolgenden allgemeinen Formeln VII und/oder VIII
und/oder
in welchen R1 R2 R3 R4, R5, R6, R7 , n und n' die gleiche Bedeutung wie oben besitzen.
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Diese aromatischen Carbonatpolymeren mit hohem Molekulargewicht weisen
im allgemeinen ein Molekulargewicht (Gewichtsmittel) im Bereich von etwa 10 000
bis etwa 150 000, vorzugsweise von etwa 20 000 bis etwa 100 000, auf.
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Ein Verfahren zur Herstellung der aromatischen Carbonatpolymeren mit
hohem Molekulargewicht gemäß der vorliegenden Erfindung bezieht das heterogene Grenzflächenpolymerisationssystem
unter Verwendung einer wässerigen alkalischen Lösung, einem organischen, mit Wasser
nicht mischbaren Lösungsmittel, wie Methylenchlorid, zumindest einem zweiwertigen
Phenol, ausgewählt aus Phenolen der allgemeinen Formeln I und II, einer Carbonatvorstufe,
wie Phosgen, einem Katalysator und einem Molekulargewichtsregler, ein.
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Ein anderes brauchbares Verfahren zur Herstellung der Carbonatpolymeren
der vorliegenden Erfindung beruht auf der Verwendung eines organischen Lösungsmittelsystems,
in welchem das organische Lösungsmittelsystem auch als Säureakzeptor wirken kann,
zumindest eines zweiwertigen Phenols der allgemeinen Formel I und/oder II, eines
Katalysators, einer Carbonatvorstufe, wie Phosgen, und eines Molekulargewichtsreglers.
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Die Katalysatoren, welche hier verwendet werden, können irgendwelche
beliebige der geeigneten Katalysatoren sein, welche die Polymerisation eines zweiwertigen
Phenols mit Phosgen unterstützen. Geeignete Katalysatoren schließen, ohne jedoch
darauf beschränkt zu sein, tertiäre Amine, wie Triäthylamin, quaternäre Ammoniumverbindungen
und quaternäre Phosphoniumverbindungen, ein.
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Die eingesetzten Molekulargewichtsregler können irgendwelche der bekannten
Verbindungen sein, welche das Molekulargewicht des Carbonatpolymeren durch einen
Kettenabbruch-Mechanismus regeln. Diese Verbindungen umfassen, ohne darauf beschränkt
zu sein, Phenol, tert.-Butylphenol, und dergleichen.
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Die Temperatur, bei welcher die Phosgenierungsreaktion abläuft, kann
von unterhalb OOC bis oberhalb 1000C variieren. Die Reaktion verläuft bei Temperaturen
von Raumtemperatur , etwa 250C bis 500C, zufriedenstellend ab. Da die Reaktion exotherm
ist, kan die Zugabegeschwindigkeit von Phosgen oder ein niedrig siedendes Lösungsmittel,
wie Methylenchlorid, zur Steuerung der Reaktionstemperatur verwendet werden.
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Die Carbonatpolymeren der vorliegenden Erfindung können gegebenenfalls
darin eingemischt gewisse allgemein bekannte und verwendete Additive enthalten,
wie Antioxidantien, antistatische Mittel, Füllstoffe, wie Glasfasern, Glimmer, Talkum,
Ton, und dergleichen, Schlagmodifiziermittel, Ultraviolettstrahlungsabsorber, wie
die Benzophenone und die Benzotriazole, Weichmacher, Hydrolysestabilisatoren, wie
die Epoxide, die in den US-PSen 3 489 716, 3 839 247 und 4 138 379 beschrieben sind,
Farbstabilisatoren, wie die Organophosphite, die in den US-PSen 3 305 520 und 4
118 370 beschrieben werden, und feuerhemmende Mittel.
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Einige besonders brauchbare feuerhemmende Mittel schließen die Alkali-
und Erdalkalimetallsalze von Sulfonsäuren ein.
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Diese Typen von feuerhemmenden Mitteln werden in den US-PSen 3 909
490, 3 917 559, 3 919 167, 3 926 908, 3 931 100, 3 933 734, 3 940 366, 3 948 851,
3 951 910, 3 953 396, 3 953 399 und 3 978 024 beschrieben.
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Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Carbonatcopolymeres,
das durch Umsetzen der nachfolgend aufgeführten, wesentlichen Komponenten, nämlich
von (i) einer Carbonatvorstufe, (ii) zumindest einem zweiwertigen Phenol, ausgewählt
aus den zweiwertigen Phenolen der allgemeinen Formeln I und II und (iii) zumindest
einem zweiwertigen Phenol der nachfolgenden allgemeinen Formel IX
in welcher A einen Alkylenrest, einen Cycloalkylenrest, einen Alkylidenrest, einen
Cycloalkylidenrest
bedeutet.
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Die zweiwertigen Phenole der allgemeinen Formel IX sind bekannt und
werden ganz allgemein zur Herstellung von herkömmlichen Polycarbonaten eingesetzt.
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In der allgemeinen Formel IX ist jeder der Reste X' und X,
unabhängig,
aus Halogenresten, wie Chlor und Brom, einwertigen Kohlenwasserstoffresten und einwertigen
Hydrocarbonoxyresten ausgewählt. Die einwertigen Kohlenwasserstoffreste sind aus
Alkylresten ausgewählt, vorzugsweise aus solchen mit 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatomen,
aus Arylresten, vorzugsweise aus solchen mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie Phenyl,
Naphthyl und Biphenyl, aus Alkarylresten und Aralkylresten, vorzugsweise solchen,
die von 7 bis etwa 14 Kohlenstoffatome enthalten, und Cycloalkylresten, vorzugsweise
solchen, die von 4 bis etwa 8 Ringkohlenstoffatome enthalten.
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Die einwertigen Hydrocarbonoxyreste X und'X' werden bevorzugterweise
aus Alkoxyresten und Aryloxyresten ausgewählt.
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Die Indizes a und a' bedeuten, unabhängig, ganze Zahlen mit einem
Wert von 0 bis 4 einschließlich. Der Index b hat entweder den Wert 0 oder 1.
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Die Alkylenreste A sind solche, die von 2 bis etwa 6 Kohlenstoffatome
enthalten. Die Alkylidenreste A sind solche, die von 1 bis etwa 6 Kohlenstoff atome
enthalten. Die Cycloalkylen- und Cycloalkylidenreste A sind solche, die von 4 bis
etwa 7 Ringkohlenstoffatome enthalten. Die Alkylen- und Alkylidenreste A sind geradkettige
Alkylen- und Alkylidenreste.
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Wenn in den durch die allgemeine Formel IX wiedergegebenen zweiwertigen
Phenolverbindungen mehr als ein Rest X vorhanden ist, kann dieser gleich oder verschieden
sein. Das gleiche gilt für die Substituenten X'. Falls der Index b in der allgemeinen
Formel IX den Wert 0 aufweist, sind die aromatischen Ringe ohne eine dazwischenliegende
Alkylen- oder andere Brücke direkt miteinander verbunden. Die Stellungen der Hydroxylgruppen
und der Reste X oder X' an den aromatischen Kernen können variierend in den ortho-,
meta- oder para-Stellungen
liegen und es können die Gruppierungen
in einer vicinalen, asymmetrischen oder symmetrischen Stellung vorliegen, wenn zwei
oder mehrere Ringkohlenstoffatome der aromatischen Kohlenwasserstoffreste durch
X oder X' und Hydroxylgruppen substituiert sind.
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Einige nichteinschränkende, erläuternde Beispiele von geeigneten zweiwertigen
Phenolen, die unter die allgemeine Formel IX fallen, schließen ein: 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan,
2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol-A), 3,3-Bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl)
-pentan, 1"1-Bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-äthan, 2,2-Bis (3 , 5-dibrom-4-hydroxyphenyl)
-propan, 3,3'-Dichlor-4,4'-dihydroxydiphenyl, Bis(3-chlor-4-hydroxyphenyl)-sulfon,
3,3'-Diäthyl-4,4'-dihydroxydiphenyl, Bis(4-hydroxyphenyl)-sulfid, und dergleichen.
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Die in dieser Ausführungsform eingesetzte Menge der zweiwertigen Phenole
der allgemeinen Formeln I und/oder II ist eine zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit,
z.B. der Glastemperatur der Copolymeren, wirksame Menge. Diese Menge liegt im allgemeinen
im Bereich von etwa 10 bis etwa 90 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 30 bis 70 Gewichtsprozent,
bezogen auf die Gesamtmenge an eingesetztem zweiwertigen Phenol, d.h.
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auf die Gesamtmenge der vorhandenen zweiwertigen Phenole der allgemeinen
Formeln I und/oder II und IX. Das bevorzugte zweiwertige Phenol der allgemeinen
Formel IX ist 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-propan.
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Die durch Reaktion von (i) einer Carbonatvorstufe,
(ii)
zumindest einem zweiwertigen Phenol, ausgewählt aus zweiwertigen Phenolen der allgemeinen
Formeln I und II, und (iii) zumindest einem zweiwertigen Phenol der allgemeinen
Formel IX erhaltenen Carbonatcopolymeren werden die nachfolgenden wiederkehrenden
Struktureinheiten VII und/oder VIII und X
enthalten, worin X, X', a, a', A und b die gleiche Bedeutung wie oben besitzen.
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Wenn lediglich die zweiwertigen Phenole der allgemeinen Formel I und
der allgemeinen Formel IX verwendet werden, wird das erhaltene Carbonatpolymere
wiederkehrende Struktureinheiten VII und X enthalten. Sofern nur zweiwertige Phenole
der allgemeinen Formeln II und IX verwendet werden, wird das erhaltene Polycarbonat
nur wiederkehrende Struktureinheiten VIII und X enthalten. Wenn zweiwertige Phenole
der allgemeinen Formeln I, II und IX eingesetzt werden, wird das erhaltene Polycarbonat
wiederkehrende Struktureinheiten der allgemeinen Formeln VII, VIII und X enthalten.
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Die relativen Mengen der verschiedenen wiederkehrenden Struktureinheiten,
die in dem Copolymeren vorhanden sind, werden im allgemeinen von der Menge der verschiedenen
zweiwertigen Phenole abhängen, die für die Herstellung des Copolymeren eingesetzt
wurden.
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Die Verfahren zur Herstellung der Carbonatcopolymeren sind gewöhnlich
denjenigen, wie sie vorstehend zur Herstellung der Polymeren der vorliegenden Erfindung
beschrieben wurden, ähnlich. Die Carbonatcopolymeren können ebenfalls mit den verschiedenen,
oben beschriebenen Additiven in Mischung vorliegen.
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Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Polycarbonat-Harz-Mischung,
die aus (i) zumindest einem Polycarbonat-Harz der vorliegenden Erfindung (nachstehend
als Harz A bezeichnet) und (ist) zumindest einem Polycarbonat-Harz besteht, das
sich von (a) einer Carbonatvorstufe und (b) zumindest einem zweiwertigen Phenol
der allgemeinen Formel IX (nachfolgend als Harz B bezeichnet) ableitet.
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Diese Mischungen können gewöhnlich von etwa 10 bis etwa 90 Gewichtsprozent
des Harzes A, bezogen auf die Gesamtmenge der in den Mischungen vorhandenen Harze
A und B, enthalten.
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Die vorliegenden Mischungen werden hergestellt, indem man zuerst die
verschiedenen Harze vorformuliert und anschliessend diese Harze miteinander physikalisch
mischt oder vermischt. Diese Mischungen können gegebenenfalls die verschiedenen
oben beschriebenen Additive enthalten.
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Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind
Copolyestercarbonate, die sich von (i) einer Carbonatvorstufe, bii) zumindest einem
zweiwertigen Phenol, ausgewählt aus zweiwertigen Phenolen der allgemeinen Formeln
1 und II und (iii) zumindest einer difunktionellen Carbonsäure oder einem reaktiven
Derivat derselben, ableiten.
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Kurz gesagt, enthalten die Copolyester-carbonate wiederkehrende Carbonatgruppen
der nachfolgenden Formel
Carboxylatgruppen der nachstehenden Formel
und aromatische carbocyclische Gruppen in der linearen Polymerkette, in welcher
zumindest einige der Carboxylatgruppen und zumindest einige der Carbonatgruppen
direkt an die Ringkohlenstoffatome der aromatischen carbocyclischen Gruppen gebunden
sind.
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Diese Copolyester-carbonat-Polymeren enthalten Ester- und Carbonat-Bindungen
in der Polymerkette, wobei die Menge an Ester-Bindungen im Bereich von etwa 25 bis
etwa 90 Molprozent, vorzugsweise in dem Bereich von etwa 35 bis etwa 80 Molprozent,
liegt.
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Copolyester-carbonate im allgemeinen und Verfahren zu ihrer Herstellung
werden in der US-PS 3 169 121 beschrieben.
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Üblicherweise kann eine beliebige difunktionelle Carbonsäure, wie
sie herkömmlicherweise für die Herstellung von linearen Polyestern verwendet wird,
bei der Herstellung der Copolyester-carbonate der vorliegenden Erfindung eingesetzt
werden.
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Die Carbonsäuren, die verwendet werden können, schließen aliphatische
Carbonsäuren, aliphatisch-aromatische Carbonsäuren und aromatische Carbonsäuren
ein. Diese Säuren sind in der vorerwähnten US-PS 3 169 121 beschrieben.
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Die Carbonsäuren, welche für die Herstellung der Copolyestercarbonate
der vorliegenden Erfindung verwendet werden können,
entsprechen
im allgemeinen der nachfolgenden allgemeinen Formel XI R (R9) -----COOH (XI) q in
welcher der Rest R9 eine Alkylen-, Alkyliden-,Aralkylen-, Aralkyliden- oder cycloaliphatische
Gruppe, eine Alkylen-, Alkyliden- oder cycloaliphatische Grupe mit äthylenischer
Ungesättigtheit, eine aromatische Gruppe, wie Phenylen, Biphenylen, substituiertes
Phenylen, und dergleichen, zwei oder mehr durch nichtaromatische Bindungen, wie
Alkylen- oder Alkylidengruppen verbundene aromatische Gruppen, und derglei-Zahlen,
bedeutet. Der Rest R8 ist entweder eine Carboxyl- oder eine Hydroxylgruppe. Der
Index q hat den Wert 1, wenn der Rest R8 eine Hydroxylgruppe ist und entweder den
Wert O 8 oder 1, wenn der Rest R8 eine Carboxylgruppe bedeutet.
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Bevorzugte difunktionelle Carbonsäuren sind die aromatischen Carbonsäuren,
d.h. diejenigen, in denen der Index q den Wert 1 besitzt, der Rest R8 eine Carboxyl-
oder eine Hydroxylgruppe bedeutet und der Rest R9 eine aromatische Gruppe, wie Phenylen,
Biphenylen, Naphthylen, substituiertes Phenylen, und dergleichen, ist. Die bevorzugten
aromatischen difunktionellen Carbonsäuren sind solche, die durch die nachfolgende
allgemeine Formel XII
wiedergegeben werden, in welcher der Rest R8 die gleiche Bedeutung wie oben besitzt,
der Index p eine ganze Zahl mit einem
Wert von 0 bis 4 einschließlich
bedeutet und der Rest R10 ein anorganisches Atom, wie Chlor, Brom, und dergleichen,
eine organische Gruppe, wie eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, z.B. Alkyl,
Aryl, Aralkyl, Alkaryl oder Cycloalkyl, oder eine anorganische Gruppe, wie die Nitrogruppe,
eine Aminogruppe, und dergleichen, ist. Wenn mehr als ein Substituent R10 vorhanden
ist, können diese Substituenten gleich oder verschieden sein. R10 ist vorzugsweise
eine niedere Alkylgruppe.
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Es können Mischungen aus zwei oder mehreren verschiedenen difunktionellen
Carbonsäuren verwendet werden, und es sind unter dem Ausdruck difunktionelle Carbonsäure",
wie er hier verwendet wird, auch Mischungen aus zwei oder mehreren verschiedenen
Carbonsäuren, als auch einzelne Carbonsäuren, zu verstehen.
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Bevorzugte aromatische difunktionelle Carbonsäuren sind Isophthalsäure,
Terephthalsäure, und Mischungen daraus.
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Eine besonders brauchbare Mischung von Isophthalsäure und Terephthalsäure
ist eine solche, in welcher das Gewichtsverhältnis von Isophthalsäure zu Terephthalsäure
im Bereich von etwa 1:10 bis etwa 10:1 liegt.
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Anstelle der Verwendung der difunktionellen Carbonsäuren als solche
ist es möglich, und manchmal sogar bevorzugt, deren reaktive Derivate, wie beispielsweise
die Säurehalogenide, einzusetzen. Besonders brauchbare Derivate der difunktionellen
Carbonsäuren sind die Säurehalogenide. Es ist daher beispielsweise möglich, anstelle
von Terephthalsäure, Isophthalsäure, oder deren Mischungen, Isophthaloyldichlorid,
Terephthaloyldichlorid, oder Mischungen daraus, einzusetzen.
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Eines der Verfahren zur Herstellung von Copolyester-carbonaten
der
vorliegenden Erfindung bezieht das heterogene Grenzflächenpolymerisationssystem
unter Verwendung einer wässerigen alkalischen Lösung, eines organischen, mit Wasser
nicht mischbaren Lösungsmittels, zumindest eines zweiwertigen Phenols, ausgewählt
aus zweiwertigen Phenolen der allgemeinen Formeln I und II, zumindest einer difunktionellen
Carbonsäure und eines reaktiven Derivats derselben, eines Katalysators, eines Molekulargewichtsreglers
und einer Carbonatvorstufe, ein. Ein bevorzugtes heterogenes Grenzflächenpolymerisationssystem
ist ein solches, das Phosgen als Carbonatvorstufe und Methylenchlorid oder Chlorbenzol
als organisches Lösungsmittel verwendet.
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Die Reaktionsbedingungen, die Katalysatoren und die Kettenabbrecher
oder die Molekulargewichtsregler, welche verwendet werden, sind im allgemeinen dieselben,
wie sie oben für die Polycarbonate der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden.
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Die Copolyester-carbonate der vorliegenden Erfindung können auch gegebenenfalls
in Mischung die verschiedenen, oben beschriebenen Additive enthalten.
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Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Copolyester-carbonat-Harz,
das sich von (i) einer Carbonatvorstufe, (ii) zumindest einer difunktionellen Carbonsäure
oder einem reaktiven Derivat derselben, (iii) zumindest einem zweiwertigen Phenol,
ausger7ählt aus zweiwertigen Phenolen der allgemeinen Formeln I und II und (iv)
zumindest einem zweiwertigen Phenol der allgemeinen Formel IX ableitet. In diesem
Copolyester-carbonat ist die Menge an
eingesetztem zweiwertigen
Phenol der allgemeinen Formeln I und/oder II eine zur Verbesserung der Hitzebeständigkeit,
z.B.
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der Glastemperatur des Harzes, wirksame Menge. Im allgemeinen liegt
diese Menge im Bereich von etwa 10 bis etwa 90 Gewichtsprozent, bezogen auf die
Gesamtmenge der vorhandenen zweiwertigen Phenole. Diese Harze können auch gegebenenfalls
die oben beschriebenen Additive in Mischung enthalten.
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Noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine
Copolyester-carbonat-Harzmischung, bestehend aus (i) zumindest einem Copolyester-carbonat-Harz
der vorliegenden Erfindung und (ii) zumindest einem Copolyester-carbonat-Harz, das
sich von (a) einer Carbonatvorstufe, (b) zumindest einer difunktionellen Carbonsäure
oder einem reaktiven Derivat derselben und (c) zumindest einem zweiwertigen Phenol
der allgemeinen Formel IX ableitet.
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Diese Mischungen enthalten eine Menge eines Copolyester-carbonat-Harzes
der vorliegenden Erfindung, die zur Verbesserung der Hitzebeständigkeit der Mischungen
wirksam ist. Im allgemeinen liegt diese Menge im Bereich von etwa 10 bis etwa 90
Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge der in der Mischung vorhandenen Copolyester-carbonat-Harze.
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Diese Mischungen können gegebenenfalls die oben beschriebenen verschiedenen
Additive in Mischung enthalten. Die erfindungsgemäßen Mischungen können hergestellt
werden, indem man zuerst die verschiedenen Harze vorformuliert und anschliessend
diese Harze miteinander sorgfältig mischt oder vermischt, um eine innige physikalische
Mischung derselben herzustellen.
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Ebenfalls in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen die statistisch
verzweigten thermoplastischen Polycarbonate und Copolyester-carbonate mit hohem
Molekulargewicht. Die statistisch verzweigten Polycarbonate können hergestellt werden,
indem man (i) eine Carbonatvorstufe, (ii) zumindest ein zweiwertiges Phenol, ausgewählt
aus Phenolen der allgemeinen Formeln I und II und (iii) ein Verzweigungsmittel gemeinsam
umsetzt. Die Copolyester-carbonate können hergestellt werden, indem man (i) eine
Carbonatvorstufe, (ii) zumindest eine difunktionelle Carbonsäure oder ein reaktives
Derivat derselben, (iii) zumindest ein zweiwertiges Phenol, ausgewählt aus Phenolen
der allgemeinen Formeln I und II und (iv) ein Verzweigungsmittel gemeinsam umsetzt.
Das Verzweigungsmittel wird in kleineren Mengen verwendet und ist im allgemeinen
eine polyfunktionelle organische Verbindung, die gewöhnlich organischer Natur ist
und zumindest drei funktionelle Gruppen enthält. Diese funktionellen Gruppen schließen
Carboxyl, Hydroxyl, Carbonsäureanhydrid, Halogenformyl, und dergleichen, ein. Einige
typische polyfunktionelle Verbindungen sind in den US-PSen 3 635 895 und 4 001 184
beschrieben. Einige erläuternde Beispiele dieser polyfunktionellen Verbindungen
umfassen Trimellithsäureanhydrid, Trimellithsäure, Trimellithylchlorid, Mellithsäure,
und dergleichen.
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Auf alle in der vorliegenden Beschreibung angeführten Patentschriften
und Veröffentlichungen wird ausdrücklich Bezug genommen und der Offenbarungsgehalt
aller dieser Veröffentlichungen durch diese Bezugnahme in vollem Umfang in die
vorliegende
Anmeldung integriert.
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Die nachfolgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung,
sollen diese jedoch nicht einschränken. Die in den Beispielen angegebenen Teile
und Prozentsätze beziehen sich, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes gesagt wird,
auf das Gewicht.
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Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Herstellung der neuen zweiwertigen
Phenole der vorliegenden Erfindung.
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Beispiel. 1 Dieses Beispiel erläutert die Herstellung von 4,4'-(Cyclohexylmethylen)-bisphenol
(ein zweiwertiges Phenol der allgemeinen Formel II).
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In eine warme Lösung von 658,7 g (7 Mol) von geschmolzenem Phenol
und 78,9 g (0,7 Mol) Cyclohexahcarboxaldehyd (Hexahydrobenzaldehyd), die in einem
Dreihalskolben mit einem Fassungsvermögen von 2 Liter, der mit einem Rührer, Thermometer,
Rückflußkühler und einem Gaseinleitungsrohr, das unter die Oberfläche der Flüssigkeit
reichte, eingebracht war, wurde gasförmiger Chlorwasserstoff eingeleitet, wobei
mittels eines Kaltwasser-Kühlbads dafür gesorgt wurde, daß die Temperatur der Reaktionsmischung,
die eine rötliche Orangefarbe annahrr., zwischen 340 und 450C gehalten wurde. Nachdem
die Lösung mit Chlorwasserstoff gesättigt war, ließ man sie über Nacht bei Raumtemperatur
stehen, während welcher Zeit sich ein weißer Feststoff bildete, der nach Absaugen
und Triturieren mit Methylenchlorid erneut filtriert wurde. Die erhaltenen weißen
Kristalle, die einen Schmelzpunkt zwischen 216° und 2180C hatten, wurden aus Methanol-Wasser
umkristallisiert, wonach sie einen Schmelzpunkt von 2210 bis 2220C zeigten und aufgrund
einer
gaschromatographischen Untersuchung eine Reinheit von 99 t 9 % aufwies. 1H und 13C
NMR bestätigten die Struktur des 4,4 - (Cyclohexylmethylen) -bisphenols. Die Gaschromatographie-Retentionszeit
(GC-Retention/ref. in Minuten) betrug 24,3/16.6.
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B e i s p i e 1 e 2 bis 12 Unter Verwendung variierender Mengen an
entsprechenden Phenol- und Aldehydreaktionsteilnehmern wurden verschiedene neue
zweiwertige Phenole der vorliegenden Erfindung hergestellt. Die verschiedenen hergestellten
zweiwertigen Phenole, deren Schmelzpunkte, deren Gaschromatographie-Retentionszeiten
und deren Reinheit sind in der nachfolgenden Tabelle I angegeben. Ebenso sind auch
in der Tabelle I die verschiedenen entsprechenden Phenole und Aldehyde angegeben,
die zur Herstellung der verschiedenen zweiwertigen Phenole verwendet wurden, als
auch die eingesetzten Menge dieser Phenole und Aldehyde.
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T a b e l l e I (Linker Teil)
Beispiel Phenolmenge Aldehydmenge Reiheit |
Phenol Aldehyd (%) |
Nr. (g) (g) |
Cyclohexancarb- |
2 o-Kresol 325,5 33,6 99,7 |
oxaldehyd |
Cyxclohexacarb- |
3 2.6-Xylenol 244 22,4 99,4 |
oxaldehyd |
Trimethylacet- |
4 188 17,2 100 |
aldehyd |
T a b e l l e I (Rechter Teil)
rl |
Nr. (0C) min |
H3C ½ CH |
a, m |
H3C (½ CH3 |
3 176,0-177,5 26,2/16,7 H YA / \H |
- 1 - |
H |
H3C CH3 |
CH |
4 155,0-156,0 21,3/16,5 |
C rl |
& o tn o |
E- N vD |
& N a |
T a b e l l e I (Linker Teil; Fortsetzung)
Beispiel Phenolmenge Aldehydmenge Reiheit |
Phenol Aldehyd (%) |
Nr. (g) (g) |
Trimethylacet- |
5 o-Kresol 108,1 8,6 98,5 |
aldehyd |
Trimethylacet- |
6 2,6-Xylenol 122 8,6 99,8 |
aldehyd |
2,3-Dimethyl- |
7 Phenol 94 11,8 98,7 |
butyraldehyd |
T a b e l l e I (Rechter Teil; Fortsetzung)
u Schmelzpunkt GC Retention/Ref. Zweiwertiges Phenol |
Nr. (0C) min |
H3C CH CH |
5 141,0-142,0 m mm |
H |
H3C H3 CH3 |
6 167,5-168,5 23,5/166,6 : O n: O :]: O |
| m m m |
qq |
H I > |
« XD r |
7 I n r |
a v |
O I |
H I r s |
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@ E s s b |
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U |
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4 |
X o kn o |
k v v X |
N > |
A^ z vD W |
U v |
z h ur |
xn z |
m |
T a b e l l e I (Linker Teil; Fortsetzung)
Beispiel Phenolmenge Aldehydmenge Reiheit |
Phenol Aldehyd (%) |
Nr. (g) (g) |
2,3-Dimethyl- |
8 2,6-Xylennol 122 11,8 100 |
butyraldehyd |
2-Äthylbutyr- |
9 Phenol 1129,2 120,1 99 |
aldehyd |
2-Äthyliso- |
10 2,6-Xylenol 122 5,7 100 |
valeraldehyd |
T a b e l l e I (Recter Teil; Fortsetzung)
s : |
Nr. (0C) min Zweiwertiges Phenol |
H3C H1 |
to Y om Y T |
8 153,0-154,4 mn |
H3C CH3 |
9 171,0-172,0 20,03/14,34 HOM¼C2Ä\Y¼S/\H |
H |
H3C H3C---CH3 CH3 |
H5C2-H |
\ N n |
E: \o c |
o |
H3C CH3 |
P N N N |
O |
X et O O |
n v N v |
At In > tD |
< o Õ õ UZ |
M n - v |
cn uw |
.,@1 . |
Q I |
T a b e l l e I (Linker Teil; Fortsetzung)
Beispiel Phenolmenge Aldehydmenge Reiheit |
Phenol Aldehyd (%) |
Nr. (g) (g) |
2,3-Dimethyl- |
11 2,6-Xylenol 244,3 34,3 99,5 |
valeraldehyd |
Phenylpro- |
12 2,6-Xylenol 244,3 40,3 99,0 |
pionaldehyd |
T a b e l l I (Rechter Teil; Fortsetzung)
c < ffi GC Retention/Ref. Zweiwertiges Phenol |
Nr. (0C) min |
H3C H5C2---CH3 CH3 |
11 156,0-158,0 24,4/16,3 H3CÄ\½$H |
H3C CH3 |
-e (½ CH3 |
12 177,5-179,0 26,81/16,39 H;}¼\H3C½kIMÜ\H . |
(11 |
o |
X o o |
N (~) OD 1 |
z o s |
U U |
f24 h N |
Q |
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Herstellung der Polycarbonate
der vorliegenden Erfindung.
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B e i s p i e 1 13 In eine Mischung von 14,1 g (0,05 Mol) 4,4'-(Cyclohexylmethylen)-bisphenol,
300 ml Wasser, 400 ml Methylenchlorid, 0,12 g Phenol und 0,28 ml Triäthylamin wurde
Phosgen mit einer Geschwindigkeit von 0,5 g/Minute 10 Minuten lang eingeleitet,
wobei der pg-ert des Zweiphasensystems durch gleichzeitige Zugabe einer 25%igen
wässerigen Natriumhydroxid-Lösung auf 11, d.h. auf 10 bis 12,5, gehalten wurde.
Am Ende der Phosgenierung betrug der pH-Wert der wässerigen Phase etwa 11,7.
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Die Methylenchlorid-Phase wurde von der wässerigen Phase abgetrennt,
mit einem Überschuß an verdünnter (0,01n) wässeriger HCl und anschließend dreimal
mit entionisiertem Wasser gewaschen. Das Polymere wurde dann durch Dampf ausgefällt
und bei 950C getrocknet. Das erhaltene Polycarbonat hatte eine I.V. (intrinsic viscosity,
bestimmt in Methylenchlorid bei 250C) von 0,368 und eine Glastemperatur (Tg) von
197,80C.
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B e i s p i e 1 14 Das Verfahren von Beispiel 13 wurde im wesentlichen
mit einer Mischung von 14,1 g (0,05 Mol) 4,4'-(Cyclohexylmethylen)-Bisphenol und
11,4 g (0,05 Mol) Bisphenol-A, unter Verwendung von 0,12 g (1,25 Molprozent) Phenol
und 0,28 ml (1,0 Molprozent) Triäthylamin wiederholt und lieferte ein Polycarbonat
mit einer I.V. von 0,697 dl/g und einer Tg von 183,3ob.
-
B e i s p i e 1 15 Das Verfahren von Beispiel 14 wurde im wesentlichen
wiederholt, mit der Ausnahme, daß eine Mischung von 19,77 g (0,07 Mol)
4,4'-(Cyclohexylmethylen)-bisphenol
und 6,85 g (0,03 Mol) Bisphenol-A eingesetzt wurde. Man erhielt ein Polycarbonat
mit einer I.V. von 0,670 dl/g und einem Tg-Wert von 190,10C.
-
B e i s p i e 1 16 Das Verfahren von Beispiel 14 wurde im wesentlichen
wiederholt, mit der Ausnahme, daß eine Mischung von 8,5 g (0,03 Mol) 4,4l-(Cyclohexylmethylen)-bisphenol
und 16,0 g (0,07 Mol) Bisphenol-A eingesetzt wurde. Man erhielt ein Polycarbonat
mit einer I.V. von 0,733 dl/g und einem Tg-Wert von 172,40C.
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B e i s p i e 1 17 Das Verfahren von Beispiel 13 wurde im wesentlichen
wiederholt, mit der Ausnahme, daß eine Mischung von 14,1 g (0,05 Mol) 4,4'-(Cyclohexylmethylen)-bisphenol
und 5,75 g (0,0125 Mol) - (Cyclohexylmethylen) -bis (2,6-dimethylphenol) eingesetzt
wurde. Man erhielt ein Polycarbonat, das einen Tg-Wert von 189,70C hatte.
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B e i s p i e 1 18 Das Verfahren von Beispiel 13 wurde im wesentlichen
wiederholt, mit der Ausnahme, daß 31,0 g (0,1 ol) 4,4'-(Cyclohexylmethylen)-bis(2-methylphenol),
0,25 g (2,5 Molprozent) Phenol und 0,28 ml (2,0 Molprozent) Triäthylamin in 400
ml Methylenchlorid und 300 ml Wasser eingesetzt wurden. Man erhielt ein Polycarbonat
mit einer I.V. von 0,374 dl/g und einem Tg-Wert von 170,10C.
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B e i s p i e 1 19 Das Verfahren von Beispiel 13 wurde im wesentlichen
wiederholt, mit der Ausnahme, daß 13,4 g (0,05 Mol) 4,4'-(2,2-Dimethylpropyliden)-bisphenol,
0,1 g Phenol und 0,2 g Triäthylamin eingesetzt wurden. Man erhielt ein Polycarbonat
mit einer
I.V. von 0,544 dl/g und einem Tg-Wert von 200,40C.
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B e i s p i e 1 20 Das Verfahren von Beispiel 13 wurde im wesentlichen
wiederholt, mit der Ausnahme, daß 14,2 g (0,05 Mol) 4,4'-(2,2-Dimethylpropyliden)-bis(2-methylphenol),
0,1 g Phenol und 0,14 ml Triäthylamin eingesetzt wurden. Man erhielt ein Polycarbonat
mit einer I.V. von 0,353 dl/g und einem Tg-Wert von 162,20C.
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In der nachfolgenden Tabelle II werden lediglich für Vergleichszwecke
die Glastemperaturen Tg von verschiedenen Polycarbonaten des Standes der Technik,
die sich von entsprechenden zweiwertigen Phenolen des Standes der Technik ableiten,
angegeben. Die Polycarbonate und die in der Tabelle II angegebenen zweiwertigen
Phenole, von denen sie abstammen, liegen außerhalb des Bereiches der vorliegenden
Erfindung.
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In der Tabelle II wird das zweiwertige Phenol, von dem sich das Polycarbonat
ableitet, und der Tg-Wert dieses Polycarbonats angegeben.
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T a b e 1 1 e II
Zweiwertiges Tg des erhaltenen |
Phenol Polycarbonats |
H <H 147°C |
H |
HMYHI2¼\H 1300C |
HOMW\\$¼\H 119,4°C |
H |
CjH |
HH3H 1490C |
Vergleicht man die Tg-Werte in der Tabelle II mit denjenigen der Beispiele 13 bis
20, so ist eindeutig zu ersehen, daß die Polycarbonate der vorliegenden Erfindung
verbesserte Glastemperaturen gegenüber den herkömmlichen Polycarbonaten des Standes
der Technik, wie sie in der Tabelle II angegeben sind, besitzen. Diese Verbesserung
in den Tg-Werten ist ziemlich
überraschend und war nicht vorherzusehen.
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Wie durch die Daten in der Tabelle II gezeigt wird, gibt es kein wahrnehmbares
Schema oder eine wahrnehmbare Beziehung zwischen der Struktur des zweiwertigen Phenols
und dem Tg-Wert des entsprechenden Polycarbonats. Statt dessen muß eine empirische
Annäherung durchgeführt werden, um zu bestimmen, welche zweiwertigen Phenole Polycarbonate
mit hohen Tg-Werten liefern. Die Tatsache, daß die zweiwertigen Phenole der vorliegen
Erfindung zu Polycarbonaten mit verbesserten Tg-Werten führen, ist daher nicht vorhersehbar
und war unerwartet.
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Die folgenden Beispiele erläutern die Herstellung von Copolyester-carbonat-Harzen
der vorliegenden Erfindung.
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B e i s p i e 1 21 In ein Reaktionsgefäß wurden 14, 1 g (0,05 Mol)
4,4'-(Cyclohexylmethylen)-bisphenol, 0,12 g (2,5 Molprozent) Phenol, 0,28 ml (2,0
Molprozent) Triäthylamin, 400 ml Methylenchlorid und 300 ml Wasser, eingebracht.
Eine 2596ige wässerige Lösung von Natriumhydroxid wurde zur Einstellung des pH-Wertes
der Reaktionsmischung und anschließend zur Aufrechterhaltung eines pH-Wertes von
etwa 11 zugegeben. 2,5 g (0,0125 Mol) Isophthaloyldichlorid, gelöst in Methylenchlorid,
wurde zu der Reaktionsmischung zugetropft, wobei der pg-ert durch Zugabe der wässerigen
alkalischen Lösung auf einem Wert bei 11 gehalten wurde. Nach Beendigung der Zugabe
des Isophthaloyldichlorids und nachdem sich der p -Wert der Reaktionsmischung auf
etwa 11 stabilisiert hatte, wurde Phosgen in die Reaktionsmischung mit einer Geschwindigkeit
von 0,5 g/Minute 10 Minuten lang eingeleitet, wobei der pg-ert durch Zugabe der
wässerigen alkalischen Lösung bei 11 gehalten wurde. Die Methylenchlorid-Schicht
wurde von der alkalischen wässerigen Lösung
abgetrennt, mit 0,01n
wässeriger Chlorwasserstoffsäure und anschließend zweimal mit entionisiertem Wasser
gewaschen.
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Das Copolyester-carbonat-Harz wurde mit Methanol ausgefällt und in
einem Vakuumofen bei 600C getrocknet.
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Das erhaltene Copolyester-carbonat-Harz hatte eine I.V. von 0,408
dl/g und einen Tg-Wert von 201,1°C.
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B e i s p i e 1 22 Das Verfahren von Beispiel 21 wurde im wesentlichen
wiederholt, mit der Ausnahme, daß 5,1 g Isophthaloyldichlorid anstelle der 2,5 g
von Beispiel 21 verwendet wurden.
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Das erhaltene Copolyester-carbonat-Harz hatte einen Tg-Wert von 208,10C.
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B e i s p i e 1 23 In ein Reaktionsgefäß wurden 8,5 g (0,03 Mol)
4,4'-(Cyclohexylmethylen)-bisphenol, 16,0 g (0,07 Mol) Bisphenol-A, 0,12 g (2,5
Molprozent) Phenol, 0,28 ml (2,0 Molprozent) Triäthylamin, 400 ml Methylenchlorid
und 300 ml Wasser eingebracht.
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Eine 25%ige wässerige Lösung von Natriumhydroxid wurde zugegeben,
um den pg-ert der Mischung einzustellen und diesen anschließend etwa bei 11 zu halten.
Isophthaloyldichlorid, 5,1 g (0,025 Mol), gelöst in Methylenchlorid, wurde tropfenweise
zu der Reaktionsmischung zugegeben, während der Wert durch Zugabe der wässerigen
Natriumhydroxid-Lösung bei 11 gehalten wurde. Nach Beendigung der Zugabe des Isophthaloyldichlorids
und nachdem der Wert der Reaktionsmischung sich auf etwa 11 stabilisiert hatte,
wurde Phosgen mit einer Geschwindigkeit von 0,5 g pro Minute etwa 16 Minuten lang
in die Reaktionsmischung eingeleitet, wobei der pWert durch Verwendung der wässerigen
alkalischen Lösung bei etwa 11
gehalten wurde. Die Methylenchlorid-Schicht
wurde von der alkalischen wässerigen Lösung abgetrennt, mit 0,01n-wässeriger Chlorwasserstoffsäure
gewaschen, gefolgt von zwei Wäschen mit entionisiertem Wasser. Das Copolyester-carbonat-Harz
wurde mit Methanol ausgefällt und in einem Vakuumofen bei 60"C getrocknet.
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Das erhaltene Copolyester-carbonat-Harz hatte eine I.V. von 0,599
dl/g und einen Tg-Wert von 179,40C.
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Es ist daher zu ersehen, daß die eingangs angeführten Aufgaben durch
die vorliegende Erfindung in wirksamer Weise gelöst wurden und das gewisse Anderungen
bei der Durchführung der Erfindung und der Herstellung der Zubereitungen gemacht
werden können, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die vorliegende Beschreibung soll daher als erläuternd und nicht als
beschränkend aufgefaßt werden.