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Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Polyamiden Die bekannten
Polyamide sind meist verhältnismäßig harte Stoffe, die einen scharfen Schmelzpunkt
haben und leim Erwärmen nur innerhalb enger Temperaturgrenzen vor Erreichung des
Schmelzpunktes plastisch sind. Sie können infolgedessen häufig nicht in der gleichen
Weise wie die übrigen bekannten thermoplastischen Stoffe \-erarbeitet werden.
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Es wurde gefunden, dal3 man Polyamide erhält, die sich nach den für
thermoplastische Stoffe üblichen Verfahren %,erarbeiten lassen, wenn man hei ihrer
Herstellung geringe Mengen Oxypolycarl>onsäuren oder Oxypolyamine mit mehr als 2
Carl>oxyl- oder Aminogruppen, die voneinander durch mindestens d Kohlenstoffatome
getrennt sind, mitverwendet.
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Stoffe dieser Art sind beispielsweise solche. die durch Anlagerung
Von 3 oder 4 Molekülen Acrylnitril an t 1,fol eines aliphatisc'hen Ketons, wie Diäthylketon
oder Dibutylketon, oder an cycloaliphatische Ketone, wie Cyclohexanon, und durch
Verseifen der Nitrilgruppen zu Carboxylgruppen und anschließende Reduktion der Ketogruppe
zur Hydroxylgruppe oder durch Reduktion der Nitrilgruppen zu Aminogruppen und gleichzeitig
der Ketogruppe zur Hvdroxylgruppe erhalten werden. Als Beispiele seien die Cyc.lohexanoltetrapropionsäure
der Formel
oder das entsprechende Polyamin der Formel
genannt. Bei der Kondensation kann man diese Oxypolycarbonsäuren oder Oxypolyamine
unmittelbar verwenden: vielfach ist es aber zweckmäßig, zu den Oxypolycarbonsäuren
eine äquivalente Menge eines zur Polyamidbildung geeigneten Diamins, wie Hexamethylendiamin
oder Dekamethylendiamin oder bei Verwendung von Oxypolyaminen eine äquivalente Menge
einer zur Polyamidbildung geeigneten Dicarbonsäure, wie Adipin-, Pimelin-, Sebacin-
oder Korksäure, beizufügen. Diese Diamine oder Dicarbonsäuren können auch in geringem
Überschuß über die äquivalente '-[enge der Oxypolycarbonsäuren oder Oxypolyamine
verwendet werden, wie es bei der Herstellung von Polyamiden zur Begrenzung der Kettenlänge
üblich ist. Man kann auch Gemische der genannten Oxypolycarbonsäuren und Oxypolyamine
verwenden.
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Die Menge der genannten Oxypolycarbonsäuren oder Oxypolyamine kann
je nach der Art des herzustellenden Polyamids und der gewünschten Wirkung verschieden
sein. Sie beträgt im allgemeinen höchsents 20/0, meist weniger als i %. Durch diesen
Zusatz werden die Polyamide viskoser, und ihr Schmelzpunkt erhöht sich. Bei zu großem
Zusatz werden die Produkte unschmelzbar.
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Die erhaltenen Polyamide sind je nach ihrer Zusammensetzung weiche,
schmiegsame bis hornartige Massen. Infolge ihrer Plastizität in einem verhältnismäßig
weiten Temperaturbereich lassen sie sich in der für andere thermoplastische Stoffe
bekannten Weise verformen, z. B. zu Formkörpern verpressen, nach dem Spritzgußverfahren
auf beliebige Formkörper oder in Strangpressen auf Profile, Schläuche, Bänder u.
dgl. verarbeiten. Schläuche aus diesen Polyamiden lassen sich in warmplastischem
Zustand aufblasen und zu Folien verarbeiten. Die Polyamide können auch bekannte
Zusätze, wie Weichmacher, Füllmittel, Farbstoffe u. dgl., enthalten. Beispiel Eine
Lösung von 122o Teilen adipinsaurem HeXamethylendiamin, 78o Teilen E-Caprolactam
und i o Teilen Cyclohexanoltetrapropionsäure der Formel
in 2ooo Teilen Wasser wird in einem Druckgefäß aus Edelstahl in reiner Stickstotiatmosphäre
innerhalb von 2 Stunden auf 26o bis 265° erhitzt, wobei der Druck durch ständiges
Ablassen der Dämpfe auf etwa 2o Atmosphären gehalten wird. Dann wird bei der gleichenTemperatur
im Laufe von 11/2StUnden langsam auf Atmosphärendruck entspannt und noch i 1/2 Stunden
bei Atmosphärendruck auf der gleichen Temperatur gehalten. Das erhaltene Polyamid
kann durch eine am Boden des Druckgefäßes befindliche Öffnung abgedrückt werden.
Es ist ähnlich wie das ohne Zusatz von Cyclohexanoltetrapropionsäure erhaltene Polyamid
in ; o bis 90 0/0igem wäßrigem Methanol oder Äthanol in der Wärme löslich. Aus der
Lösung erhaltene Filme sind aber wesentlich beständiger gegen heißes Wasser. Außerdem
kann das Polyamid infolge seines großen plastischen Bereiches auf einer Schneckenspritzmaschine
zu Schläuchen verarbeitet werden. Die Schläuche eignen sich insbesondere zum Fortleiten
von organischen Lösungsmitteln und Motortreibstoffen.
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Sie können auch in noch warmplastischem Zustand aufgeblasen und zu
Folien verarbeitet werden. Bei Verwendung von nur .1 Teilen statt lo Teile Cyclohexanoltetrapropionsäure
ist die Viskosität der erhaltenen Schmelze de: Polyamids etwas niedriger. Bei Verwendung
voll 2o [Teilen Cyclohexanoltetrapropionsäure ist sie wesentlich höher. so daß sie
nur noch mit Mühe aus dem Druckgefäß entfernt werden kann. Das Polyamid besitzt
aber eine ,besonders gute Festigkeit gegenüber heißem Wasser.
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Ähnliche Ergebnisse erhält man, wenn man Gemische oder Salze der Cyclohexanoltetrapropionsäure
mit polyamidbildenden Diaminen verwendet, z. B. solche aus 7,5 Teilen Cyclohexanoltetrapropionsäure
und 4,5 Teilen Hexamethylendiamin oder aus 4,15 Teilen Cyclohexanoltetrapropionsäure
und 3,2 Teilen Hexamethylendiainin. Der geringe überschuß an Hexamethylendiamin
über die äquivalente Menge im letzten Falle wirkt stabilisierend.
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Auch kann man statt 122o Teile adipinsaurem Hexamethylendiamin und
78o Teile E-Caprolactain je iooo Teile der beiden Verbindungen oder nur E-Caprolactam
oder nur adipinsaures Ilexamethylendiamin verwenden. Die in den beiden letzten Fällen
erhaltenen Polyamide sind aber in Alkoholen völlig unlöslich und bedürfen infolge
de: höheren Schmelzpunktes bei der Verarbeitung einer höheren Temperatur.
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An Stelle der Cycloliexanoltetrapropionsäure kann man auch das entsprechende
Oxypolyamin
oder entsprechende aliphatische Polyamine verwenden.