DE3416446A1 - Verfahren zur herstellung aromatischer polyetherketone - Google Patents

Verfahren zur herstellung aromatischer polyetherketone

Info

Publication number
DE3416446A1
DE3416446A1 DE19843416446 DE3416446A DE3416446A1 DE 3416446 A1 DE3416446 A1 DE 3416446A1 DE 19843416446 DE19843416446 DE 19843416446 DE 3416446 A DE3416446 A DE 3416446A DE 3416446 A1 DE3416446 A1 DE 3416446A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hydrogen fluoride
boron trifluoride
solution
polyether ketones
polyether
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19843416446
Other languages
English (en)
Inventor
Hans-Josef Dr. 6701 Dannstadt-Schauernheim Sterzel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Priority to DE19843416446 priority Critical patent/DE3416446A1/de
Publication of DE3416446A1 publication Critical patent/DE3416446A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyethers (AREA)

Description

  • Verfahren zur Herstellung aromatischer Polvetherketone
  • Aromatische Polyetherketone der allgemeinen Formel sind wertvolle Polymere, die eine hervorragende thermische Beständigkeit und gute mechanische Eigenschaften aufweisen, nicht brennbar sind und gegenüber Wasser, Säuren, Basen und organischen Lösungsmitteln beständig sind.
  • Sie sind nach den üblichen Technologien der Thermoplastverarbeitung, d.h.
  • durch Spritzgießen, Extrudieren, Blasformen usw. zu Formteilen, Folien, Hohlkörpern oder Profilen verarbeitbar.
  • Aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaftskombinationen sind aromatische Polyetherketone auch als Drahtlacke, Draht- und Kabelummantelungen oder als thermoplastische Matrix in Kombination mit hochsteifen und/oder hochfesten Verstärkungsfasern in Hochleistungsverbundwerkstoffen von steigender Bedeutung.
  • Sie werden in der Praxis entweder aus Terephthaloylchlorid oder -fluorid und Diphenylether. (Formel 1) oder aus p-Phenoxybenzoylchlorid (Formel II) durch Polykondensation hergestellt. Die Reaktionen werden in Gegenwart von molaren Mengen Bortrifluorid als Friedel-Crafts-Katalysator in Fluorwasserstoff als Lösungsmittel durchgeführt, gegebenenfalls in Gegenwart eines Kettenabbruchmittels (s. z.B. DE-OS 15 20 116, DE-OS 16 45 153, DE-OS 19 05 652 und DE-OS 22 06 835).
  • Ein kritisches Problem ist die Abtrennung des entstandenen Polyetherketons von Fluorwasserstoff und Bortrifluorid. Nach dem Stand der Technik kann man das Polymere durch Zugabe der Polymerlösung zu Wasser oder anderen Fällungsmitteln ausfällen. Damit erhält man jedoch eine verdünnte Lösung von Fluorwasserstoff und Bortrifluorid, aus der diese Stoffe sowohl aus Gründen des Umweltschutzes als auch wegen der vergleichsweisen hohen Kosten für Fluorwasserstoff und Bortrifluorid unter erheblichem Aufwand wieder aufgearbeitet werden müssen. Eine destillative Abtrennung ist nur unter sehr großem Aufwand möglich, weil die Siedekurven azeotroper Gemische verschoben werden müssen. Die Fällung als Calciumfluorid führt zu schwierig filtrierbarem Niederschlag. Außerdem müssen große Mengen an Fluorwasserstoff transportiert werden, was zu Sicherheitsrisiken führt.
  • Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, wurde vorgeschlagen, die Reaktionslösung soweit mit flüssigem Schwefeldioxid zu verdünnen, daß sie nur noch 1 bis 2 X Feststoff enthält und das Polymere daraus durch Sprühtrocknung zu gewinnen (US-PS 3 751 398). Bei der anschließenden Aufarbeitung müssen dann Schwefeldioxid, Fluorwasserstoff und Bortrifluorid getrennt werden.
  • Mischungen aus diesen Komponenten sind aber extrem korrosiv, so daß es schwierig ist, geeignete korrosionsfeste Behälterwerkstoffe zu finden.
  • Zudem ist der Investitionsaufwand für die wegen der großen Verdünnung notwendigen großen Volumina der Apparate unverhältnismäßig groß.
  • Es bestand also die Aufgabe, ein Verfahren zur Abtrennung von Polyetherketonen aus einem Gemisch von Fluorwasserstoff und Bortrifluorid zu entwickeln, das eine wirtschaftliche Herstellung dieser Polymerklasse zuläßt.
  • Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann, indem man die Reaktionsmischung soweit abkühlt, daß die Polyetherketone aus der Reaktionsmischung auskristallisieren.
  • Dabei war nicht vorherzusehen, daß die Polymeren in Form ihrer Bortrifluorid-Komplexe überhaupt aus Fluorwasserstoff auskristallisieren können.
  • Damit wurde ein eleganter Weg gefunden, hochmolekulare Polyetherketone ohne Zusatz eines die spätere Aufarbeitungen störenden Hilfsmittels aus der Reaktionslösung abzutrennen. Als weiterer Vorteil ist mit dieser Aufarbeitungsmethode eine Molekulargewichtsfraktionierung der hochpolymeren Polyetherketone verbunden. Je nach Fällungstemperatur bleiben Oligomere mit relativen Viskositäten bis zu 1,2, gemessen als 0,5 %ige Lösung in konzentrierter Schwefelsäure bei 250C, gelöst. Infolge der Abtrennung der niedermolekularen Anteile werden die Gebrauchseigenschaften der Polyetherketone, vor allem ihre Spannungsrißbeständigkeit und ihre Zähigkeit, noch weiter erhöht.
  • Die die Oligomeren enthaltende abgetrennte Lösung kann vollständig für einen neuen Polykondensationsansatz eingesetzt werden.
  • Dem durch Filtration oder Schleudern abgetrennten Kristallbrei haftet noch Fluorwasserstoff an, im allgemeinen zwischen 5 und 20 % der ursprünglich eingesetzten Menge. Außerdem enthält das Polyetherketon pro Mol Carbonylgruppen ein Mol Bortrifluorid komplex gebunden. Sowohl der Fluorwasserstoff als auch das Bortrifluorid können durch Absenken des Drucks auf Werte unterhalb 50 mbar vom Polymeren entfernt werden, wobei eine langsame Rührung des Kristallbreis förderlich ist.
  • In vorteilhafter Weise führt man das so abgetrennte Bortrifluorid mit den Beimengungen an Fluorwasserstoff direkt einem neuen Reaktionsansatz zu.
  • Damit stellt das Polyetherketon einen Speicher für Bortrifluorid dar, und man umgeht die Lagerung von Bortrifluorid unter den sonst notwendigen hohen Drucken bis 120 bar und den oftmaligen Transport.
  • Restmengen von 1 bis 5 % Fluorwasserstoff und Bortrifluorid, die dem so erhaltenen Kristallisat noch anhaften können, werden durch Extraktion mit organischen Lösungsmitteln oder Wasser entfernt.
  • Als Monomere zur Herstellung der Polyetherketone I kommen insbesondere Terephthaloylchlorid oder -fluorid und Diphenylether, vorzugsweise im Molverhältnis 1 : 1 bis 1 : 1,05 in Frage; zur Herstellung des Polyetherketons II wird p-Phenoxybenzoylchlorid polykondensiert. Grundsätzlich können auch andere, in den zitierten Druckschriften aufgeführte Monomere und Comonomere eingesetzt werden.
  • Als Friedel-Crafts-Katalsator 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 Fluorwasserstoffs wird vorzugsweise so gewählt, daß eine 20 bis 50, vorzugsweise 30 bis 45 gew.%ige Lösung des Polymeren entsteht. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Monomeren und das Lösungsmittel vorgemischt, auf Temperaturen unter OCC abgekühlt und das Bortrifluorid so langsam zugesetzt, daß diese Temperatur gehalten wird. Dann wird im Laufe der weiteren Umsetzung die Temperatur auf O bis 50C erhöht. Sie sollte im gesamten Verlauf der Polykondensationsreaktion +100C nicht übersteigen.
  • Nachdem eine angestrebte Viskosität der Lösung erreicht ist, wird das Durchleiten von Bortrifluorid beendet und die Reaktionslösung zum Kristallisieren des Polyetherketons unter Rühren abgekühlt. Das Polyetherketon II kristallisiert bei -5 bis -100C innerhalb von 1 bis 2 h zu etwa 80 bis 90 % aus. Die grobkörnigen Kristalle in Sphärolitform lassen sich durch Filtration oder Schleudern leicht abtrennen. Zur Kristallisation des Polyetherketons I werden niedrigere Temperaturen um -30°C benötigt.
  • Der mittlere Polymerisationsgrad liegt zwischen 40 und 400, vorzugsweise zwischen 50 und 200. Polyetherketon I hat einen Schmelzpunkt von etwa 3850C und eine Glaserweichungstemperatur von etwa 1850C; Polyetherketon II hat einen Schmelzpunkt von etwa 3620C und eine Glaserweichungstemperatur von etwa 170ob. Die Glaserweichungstemperatur Tg wird durch Torsionsschwingungsmessung nach DIN 53 445 bestimmt.
  • Die in dem folgenden Beispiel genannten Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht.
  • Beispiel In einem 1,5 Liter-Rührgefäß aus (R)Hastelloy C, dessen Bodenöffnung ein Sieb mit einer Maschenweite von 80 pm enthält, werden bei 300C 356 g 4-Phenoxybenzoylchlorid und 2,0 g Diphenylether vorgelegt. Dann werden unter langsamem Rühren 600 g wasserfreier Fluorwasserstoff zugeführt.
  • Bereits während der Fluorwasserstoffzugabe beginnt die Umsetzung des Säurechlorids zum Säurefluorid unter Chlorwasserstoffentwicklung und Abkühlung der Mischung. Nach beendeter Fluorwasserstoffzuführung beträgt die Temperatur 5oC. Nach ca. 1/2 h Rühren bei 5OC wird der Inhalt auf -200C abgekühlt und innerhalb von 1,5 h bis zur Sättigung ca. 110 g Bortrifluorid eingeleitet. Unter geringer weiterer Einleitung von Bortrifluorid (ca. 3 bis 5 g/h) wird die Reaktionsmischung innerhalb von 3 h linear von -20°C auf DCC erwärmt und unter Viskositätsanstieg weitere 4 h bei +5CC gerührt. Nach dieser Reaktionszeit liegt eine ca. 33 %ige Polyetherketonlösung vor.
  • Die Aufarbeitung einer in diesem Zustand entnommenen Probe ergibt eine relative Viskosität von 1,52, gemessen als 0,5 %ige Lösung in konzentrierter Schwefelsäure bei 25ob.
  • Zur erfindungsgemäßen Abtrennung des Polyetherketons wird die Reaktionsmischung unter Rühren auf -10°C abgekühlt.
  • Nach 2 h wird der Bodenauslauf geöffnet und die Oligomeren enthaltende Lösung unter Zuhilfenahme eines geringen Unterdrucks auslaufen lassen.
  • Danach wird unter langsamem Rühren der Druck auf 20 bis 30 mbar abgesenkt und bei -10°C Wandtemperatur innerhalb von 2 h Bortrifluorid und Fluorwasserstoff über eine Membranpumpe mit Teflon-Membran abgezogen.
  • Zuletzt wird Wasser eingefüllt und bei 100ob das restliche Bortrifluorid und Fluorwasserstoff innerhalb 1 h extrahiert. Nach fünf dieser Extraktionen wird ein temperaturstabiles Polyetherketon erhalten, das bei 400 bis 4100C ohne Molekulargewichtsabbau und Verfärbung im Spritzgußverfahren zur Prüfkörpern verarbeitet werden kann. Die relative Viskosität dieses Polyetherketons beträgt 1,65.

Claims (8)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von aromatischen Polyetherketonen durch Polykondensation der Monomeren in Fluorwasserstoff als Lösungsmittel in Gegenwart von Bortrifluorid als Friedel-Crafts-Katalysator, dadurch gekennzeichnet, daß man nach beendigter Polykondensation das hochpolymere Polyetherketon durch Kristallisation von Fluorwasserstoff und Oligomeren abtrennt, wozu die Temperatur der Reaktionslösung entsprechend erniedrigt wird.
  2. 2. Verfahren zur Herstellung von Polyetherketonen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bortrifluorid in etwa äquimolaren Mengen, bezogen auf die Säurehalogenidgruppen der Monomeren eingesetzt wird, und die Menge des Fluorwasserstoffs so gewählt wird, daß eine 20 bis 50 gew.%ige Lösung des Polymeren im Lösungsmittel entsteht.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus kristallisierte Polyetherketon-Bortrifluorid-Komplex bei der Kristallisationstemperatur durch Filtration oder Schleudern von der Lösung abgetrennt wird, und anschließend das Bortrifluorid und anhaftender Fluorwasserstoff bei der Kristallisationstemperatur durch Druckerniedrigung vom Polyetherketon entfernt werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyetherketone die allgemeinen Formeln aufweisen, wobei n der mittlere Polymerisationsgrad bedeutet und eine ganze Zahl zwischen 40 und 400 ist.
  5. 5. Verfahren zur Herstellung von Polyetherketonen der Formel I nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Monomere Terephthaloylchlorid oder -tiuorid und Diphenylether polykondensiert werden.
  6. 6. Verfahren zur Herstellung von Polyetherketonen der Formel II nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Monomeres p-Phenoxybenzoylchlorid polykondensiert wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auskristallisieren des Polyetherketons I die Lösung auf eine Temperatur unterhalb von 250C abgekühlt wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auskristallisieren des Polyetherketons II die Lösung auf eine Temperatur unterhalb von 5°C abgekühlt wird.
DE19843416446 1984-05-04 1984-05-04 Verfahren zur herstellung aromatischer polyetherketone Withdrawn DE3416446A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843416446 DE3416446A1 (de) 1984-05-04 1984-05-04 Verfahren zur herstellung aromatischer polyetherketone

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843416446 DE3416446A1 (de) 1984-05-04 1984-05-04 Verfahren zur herstellung aromatischer polyetherketone

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3416446A1 true DE3416446A1 (de) 1985-11-07

Family

ID=6234918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19843416446 Withdrawn DE3416446A1 (de) 1984-05-04 1984-05-04 Verfahren zur herstellung aromatischer polyetherketone

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3416446A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2834537C2 (de)
DE2648470C2 (de) Poly-(arylat-sulfone) und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2635895C2 (de)
EP0165399B1 (de) Thermotrope aromatische Polyester mit hoher Steifigkeit und Zähigkeit, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zur Herstellung von Formkörpern, Filamenten, Fasern und Folien
DE1445357A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Block-Mischpolymeren
EP0134956B1 (de) Thermotrope aromatische Polyester mit hoher Steifigkeit und Zähigkeit, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zur Herstellung von Formkörpern, Filamenten, Fasern und Folien
DE3535455A1 (de) Verfahren zur isolierung von polyarylensulfiden
DE2846689A1 (de) Thermoplastische polymermassen
EP0170935A1 (de) Thermotrope aromatische Polyester mit hoher Steifigkeit, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zur Herstellung von Formkörpern, Filamenten, Fasern und Folien
DE2206836C2 (de) Polyketone und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP2035484A1 (de) Polysulfone und polyethersulfone mit verringertem yellow index und verfahren zu ihrer herstellung
EP0142024B1 (de) Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen, gegebenenfalls verzweigten Polyarylensulfiden
EP0226078A1 (de) Vollaromatische mesomorphe Polyester, deren Herstellung sowie Verwendung
EP0407839B1 (de) Hochwärmeformbeständige, thermotrope, vollaromatische Polyester, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung zur Herstellung von Formkörpern, Filamenten und Folien
EP0314976A2 (de) Thermotrope aromatische Polyester mit hoher Wärmeformbeständigkeit, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zur Herstellung von Formkörpern, Filamenten, Fasern und Folien
DE3416446A1 (de) Verfahren zur herstellung aromatischer polyetherketone
EP0032163A2 (de) Verfahren zum Regenerieren und Aufarbeiten von inaktivem linearen Poly(alkylenterephthalat)
EP0162210B1 (de) Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen, gegebenenfalls verzweigten Polyarylensulfiden
EP0305683A2 (de) Formmassen bestehend aus einem thermotropen, aromatischen Polyester
DE3028092A1 (de) Thermoplastische polymermaterialien und ihre herstellung
EP0022752B1 (de) Glasfaserverstärkte Polyesterformmassen und deren Verwendung
EP0165406B1 (de) Unvernetzte, thermoplastisch verarbeitbare Polyetherketone und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE1000152B (de) Verfahren zur Polymerisation von Formaldehyd
DE2601959A1 (de) Copolyesterharze mit hohem molekulargewicht und hohem grad an alternierender struktur und verfahren zu ihrer herstellung
DE2601957A1 (de) Mikrostrukturierte polyesterpolymere und verfahren zu ihrer herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination