DE896718C

DE896718C - Verfahren zur Herstellung von Polyurethanen

Info

Publication number: DE896718C
Application number: DEP1070D
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Bock; Ottomar Dr Neumann
Original assignee: Phrix Werke AG
Current assignee: Phrix Werke AG
Priority date: 1941-03-14
Filing date: 1941-03-14
Publication date: 1953-11-16

Description

Verfahren zur Herstellung von Polyurethanen Durch Polykondensation von linearen, vorzugsweise aliphatischen Verbindungen mit zwei reaktionsfähigen Gruppen erhält man Kondensationsprodukte mit sehr hohen Molekulargewichten, die sich auf Grund ihres linearen Molekülbaus durch gute Verformungseigenschaften, insbesondere Fadenbildungsvermögen, auszeichnen. So ist in den letzten Jahren u. a. die Herstellung von Polyestern, Polyäthern, Polyformalen, Polyacetalen und Polyamiden bekanntgeworden.
Die Polyester, Polyäther und Polyformale haben aber trotz ihrer oft spezifisch wertvollen Eigenschaften kein großes technisches Verwendungsgebiet gefunden, da die Herstellung von Produkten mit genügend hohen Molekulargewichten nur durch Anwendung der Molekulardestillation möglich ist. Sehr schnell Eingang in die Technik haben die Polyamide, die durch Polykondensation von Dicarbonsänren oder deren Derivaten mit Diaminen erhalten werden, gefunden. Die Polyamide sind charakterisiert durch die Amidgruppe - C O - N H -, die die Bindung zwischen den einzelnen Kohlenstoffketten vornimmt.
Eine weitere Gruppe von Polymeren, die sich durch gute Verformungseigenschaften und Löslichkeitsverhältnisse auszeichnen, bilden die Polyurethane. Es sind lineare Polymere, deren Kohlenstoffkette durch die Kondensationsbrücke - O C O - N H -unterbrochen wird.
Zu ihrer Darstellung sind verschiedene Möglichkeiten vorgeschlagen worden: So kann man z. B. Diurethane mit bifunktionellen hydroxylgruppenhaltigen Verbindungen in einer Reaktion, die verhältnismäßig langsam verläuft, kondensieren. Nach einem anderen Vorschlag werden Diisocyanate mit Glykolen zur Reaktion gebracht. Sowohl die Urethane wie auch die Isocyanate sind nur in umständlicher Weise aus Diaminen zu gewinnen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Verfahren zur Darstellung von Polyurethanen aus Dicarbäthoxyglykolen und Diaminen.
Es werden Carbäthoxyglykole der allgemeinen Formel C2 H5 O - C O - 0 - R O . C O - O C, H, mit Diaminen der Formel R' H N R - N H R", in denen R einen zweiwertigen aliphatischen, hydroaromatischen oder gemischt aliphatisch-aromatischen Rest bedeutet, dessenKette Heteroatome,wie Sauerstoff oder Schwefel, enthalten kann, R' und R" Wasserstoff oder einen einwertigen Kohlenwassertoffrest darstellen, bei Temperaturen von 15o bis 300°, gegebenenfalls unter Anwendung von Druck oder Vakuum, zur Reaktion gebracht.
Der Verlauf der Umsetzung ist leicht zu steuern und gut einstellbar. Die Darstellung der Carbäthoxyglykole erfolgt in bekannter und einfacher Weise z. B. durch Umsetzung von Glykolen mit Chlorkohlensäureestern. Als Glykole kommen beispielsweise in Betracht: Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Thiodiglykol, Hexamethylenglykol, Dekamethylenglykol, Chinit, Diäthoxyhydrochinon, ß, ß'-Dioxydiäthyläther oder Polyglykol.
Zur Herstellung von Produkten, die sich besonders für die Herstellung von Fäden und Filmen eignen, werden vorzugsweise aliphatische Ausgangsmaterialien verwendet, deren aktive Gruppen möglichst endständig sind.
Die Ausgangsmaterialien werden zur Herstellung hochmolekularer Produkte in'annähernd äquivalenten Verhältnissen kondensiert.
Wird ein Überschuß angewendet, so muß zur Erzielung hoher Molekulargewichte die Möglichkeit des Abdestillierens des Überschusses während der Kondensation vorhanden sein. Andernfalls werden Produkte mit niederen Molekulargewichten erhalten.
Nach dem vorliegenden Verfahren kann man die Kondensation in der Schmelze als auch in geeigneten Verdünnungsmitteln, wie z. B. Phenol, Kresol, Acetophenon oder Paraffinöl, durchführen. Man arbeitet zunächst unter Druck und kondensiert im Vakuum nach. Oft ist es aber zweckmäßig, bei Atmosphärendruck zu arbeiten.
Zur Vermeidung des Einflusses von Luftsauerstoff wird mit einem Schutzgas, wie Stickstoff, Wasserstoff oder Kohlensäure, gearbeitet. Ist die Herstellung absolut viskositätsstabiler Produkte erwünscht, dann können zu Beginn oder im Laufe der Kondensation bekannte Viskositätsstabilisatoren, wie z. B. Monoamine, Monocarbonsäuren, Dicarbonsäure-monoamide, zugesetzt werden.
Die Kondensation geht in der Regel ohne Anwesenheit von Katalysatoren vor sich. Es können aber gegebenenfalls auch reaktionsbeschleunigende Substanzen, wie z. B. Alkoholate, Erdalkalihydroxyde, oder halogenwasserstoffsaure Salze, z. B. Zn Ch, Stannochlorid, zugesetzt werden.
Beispiel 1o5 Gewichtsteile Dicarbäthoxyhexamethylenglykol und 47 Gewichtsteile Hexamethylendiamin werden 2 Stunden im Druckgefäß auf 22o° erhitzt. Nach dieser Zeit ist eine schwach gelbe, sirupartige Masse entstanden. Nun evakuiert man das Druckgefäß und kondensiert bei einem Vakuum von 2 bis 3 mm nach, und zwar go Minuten bei 1g0°, 30 Minuten bei 21o°, und steigert die Temperatur in der letzten halben Stunde auf 23o°. Das erhaltene Polykondensationsprodukt besitzt sehr gute plastische Eigenschaften. Es ist in Benzol und Äther unlöslich, in Alkohol unter Quellung teilweise löslich; beim Kochen mit Wasser tritt Quellung ein. Der Schmelzpunkt liegt bei 18q.°.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Polyurethanen, dadurch gekennzeichnet, daß man Carbäthoxyglykole der Formel C, H, O - C O - 0 - R - 0 - C 0 - 0 C2 H5 mit Diaminen der Formel R' H N - R - N H R", in denen R einen zweiwertigen aliphatischen, hydroaromatischen oder gemischt aliphatischaromatischen Rest bedeutet, dessen Kette Heteroatome, wie Sauerstoff oder Schwefel, enthalten kann, R' und R" Wasserstoff oder einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest darstellen, bei Temperaturen von 15o bis 3oo°, gegebenenfalls unter Anwendung von Druck oder Vakuum, umsetzt.