ES2222595T3

ES2222595T3 - Procedimiento para producir un policarbonato aromatico.

Info

Publication number: ES2222595T3
Application number: ES98928610T
Authority: ES
Inventors: Kyosuke Komiya; Shinsuke Fukuoka; Muneaki Aminaka; Kazumi Hasegawa
Original assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1998-06-22
Publication date: 2005-02-01
Anticipated expiration: 2018-06-22
Also published as: DE69824646T2; EP1095957A1; CN1294606A; WO1999064492A1; KR20010052508A; KR100420017B1; JP3577695B2; US6320015B1; DE69824646D1; TW396174B; EP1095957B1; CN1126773C; EP1095957A4

Abstract

Procedimiento para producir un policarbonato aromático a partir de un compuesto dihidroxi aromático y un carbonato de diarilo, que comprende las etapas de: (a) tratar un prepolímero de policarbonato aromático fundido, obtenido mediante la reacción de un compuesto dihidroxi aromático con un carbonato de diarilo, con un gas inerte bajo una presión predeterminada Pg que, de este modo, hace que dicho prepolímero fundido absorba dicho gas inerte, y (b) someter el prepolímero fundido resultante que posee dicho gas inerte absorbido en el mismo a polimerización, bajo una presión Pp inferior que dicha presión predeterminada Pg utilizada en dicha etapa (a) para la absorción del gas inerte, para polimerizar de este modo dicho prepolímero a un grado de polimerización predeterminado.

Description

Procedimiento para producir un policarbonato aromático.

Antecedentes de la invención Campo de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para producir un policarbonato aromático. Más particularmente, la presente invención se refiere a un procedimiento para producir un policarbonato aromático, que comprende el tratamiento de un prepolímero de policarbonato aromático fundido (obtenido mediante la reacción de un compuesto dihidroxi aromático con un carbonato de diarilo) con un gas inerte bajo una presión predeterminada para, de este modo, causar que el prepolímero fundido absorba el gas inerte, y someter a polimerización el prepolímero fundido resultante que posee el gas inerte absorbido, bajo una presión inferior que la presión predeterminada mencionada anteriormente utilizada para la absorción del gas inerte, para de este modo polimerizar el prepolímero hasta un grado predeterminado de polimerización. Según el procedimiento de la presente invención, es posible producir un policarbonato aromático de elevada calidad, que no sólo es incoloro, sino que asimismo posee propiedades mecánicas excelentes, a una elevada velocidad de polimerización incluso sin utilizar una cantidad grande de un gas inerte. Además, según el procedimiento de la presente invención, incluso si la producción de un policarbonato aromático se lleva a cabo de forma continua, el peso molecular del policarbonato aromático producido se puede mantener a un nivel deseado, de forma que el policarbonato de calidad elevada mencionado anteriormente se pueda producir de forma estable durante un período de tiempo prolongado. Por lo tanto, el procedimiento de la presente invención es comercialmente muy ventajoso.

Técnica anterior

En los últimos años, los policarbonatos aromáticos se han utilizado ampliamente en diversos campos como plásticos de ingeniería que poseen una resistencia al calor, resistencia al impacto y transparencia excelentes. Con respecto a los procedimientos para producir policarbonatos aromáticos, se han llevado a cabo diversos estudios hasta este momento. De los procedimientos estudiados, se ha puesto en práctica comercialmente un procedimiento que utiliza una policondensación interfacial entre un compuesto dihidroxi aromático y fosgeno, en el que 2,2-bis-(4-hidroxifenil)propano (a continuación, denominado frecuentemente como "bisfenol A") se puede mencionar como un ejemplo representativo de un compuesto dihidroxi aromático.

Sin embargo, el procedimiento de policondensación interfacial tiene problemas porque es necesario utilizar fosgeno, que es venenoso, que es probable que el aparato de reacción se deteriore con compuestos que contienen cloro, tal como cloruro de hidrógeno y cloruro sódico, que se obtienen como subproductos, y cloruro de metileno que se utiliza como un disolvente en una gran cantidad, y que las dificultades se encuentran en la separación y eliminación de impurezas (tal como cloruro sódico) y cloruro de metileno residual, que afecta adversamente a las propiedades de un polímero producido.

Como un procedimiento para producir un policarbonato aromático a partir de un compuesto dihidroxi aromático y un carbonato de diarilo, convencionalmente se conoce un procedimiento de transesterificación de fusión, en el que el policarbonato aromático se produce llevando a cabo una reacción de intercambio de éster entre un compuesto dihidroxi aromático (tal como bisfenol A) y un carbonato de diarilo (tal como el carbonato de difenilo) en estado fundido, mientras se elimina el fenol producido como subproducto del sistema de reacción de policondensación en equilibrio. Contrariamente al procedimiento de policondensación interfacial, el procedimiento de transesterificación de fusión posee una ventaja en que la necesidad de un disolvente no se utiliza. Sin embargo, el procedimiento de transesterificación de fusión posee el problema serio siguiente: esto es: ya que la viscosidad de un polímero que se forma aumenta durante el progreso de la reacción de polimerización, llega a ser difícil eliminar eficazmente el fenol producido como subproducto del sistema de reacción de polimerización, haciendo de este modo difícil conseguir un grado de polimerización elevado con respecto al policarbonato producido.

Se conocen diversos polimerizadores para utilizar en la producción de policarbonatos aromáticos mediante el procedimiento de transesterificación de fusión. Se utiliza ampliamente un recipiente polimerizador del tipo de agitación vertical equipado con un agitador. El recipiente polimerizador del tipo de agitación vertical equipado con un agitador es ventajoso porque presenta una eficacia volumétrica elevada y posee una construcción simple, de forma que se lleva a cabo eficazmente la polimerización en pequeña escala. Sin embargo, el recipiente polimerizador del tipo de agitación vertical posee un problema porque, tal como se ha mencionado anteriormente, resulta difícil eliminar eficazmente el fenol producido como subproducto del sistema de reacción de polimerización en la producción de policarbonatos aromáticos a escala comercial, de forma que la velocidad de polimerización llega a ser extremadamente baja.

Específicamente, un recipiente polimerizador del tipo de agitación vertical de gran escala generalmente posee una proporción mayor del volumen de líquido al área de vaporización que la de uno de pequeña escala. En otras palabras, la profundidad de una mezcla de reacción en el recipiente polimerizador del tipo de agitación es mayor y, por lo tanto, la presión en la parte inferior del recipiente polimerizador del tipo de agitación es elevada. En tal caso, incluso si el grado de vacío de la zona de reacción de polimerización se aumenta para conseguir un elevado grado de polimerización en la parte inferior del recipiente polimerizador del tipo de agitación, la polimerización continúa bajo presión elevada debido al peso de la mezcla de reacción, de forma que no se pueden eliminar eficazmente el fenol y similares.

Para resolver el problema mencionado anteriormente, se han realizado diversos intentos para eliminar el fenol y similares de un polímero que se forma de viscosidad elevada. Por ejemplo, la publicación de solicitud de patente japonesa examinada nº 50-19600 (correspondiente a GB-1007302) describe la utilización de un dispositivo polimerizador del tipo tornillo que posee una válvula. La publicación de solicitud de patente japonesa examinada nº 52-36159 describe la utilización de un extruidor de tornillo doble de intermezcla. La publicación de solicitud de patente japonesa examinada nº 53-5718 (correspondiente a la publicación de patente U.S.A. nº 3.888.826) describe la utilización de un reactor del tipo de evaporación de película húmeda, tal como un evaporador de tornillo o un evaporador de película centrífugo. Además, la especificación abierta al público de solicitud de patente japonesa no examinada nº 2-153923 describe un procedimiento en el que se utiliza una combinación de un aparato del tipo de evaporación de película húmeda y un recipiente polimerizador del tipo de agitación horizontal.

Los presentes inventores han desarrollado un procedimiento de polimerización de caída libre en el que se deja pasar el prepolímero hacia abajo a través de una placa perforada y caer libremente, de forma que la polimerización del prepolímero se efectúa durante la caída libre del mismo, y un procedimiento de polimerización de caída por guía húmeda en el que se deja caer el prepolímero a lo largo y en contacto con la superficie de una guía, de forma que la polimerización del prepolímero se efectúa durante la caída del mismo (ver, por ejemplo, patente U.S.A. nº 5.589.564).

Es ampliamente conocido efectuar una polimerización en una atmósfera de un gas inerte en la producción de policarbonatos aromáticos mediante el procedimiento de transesterificación de fusión utilizando los aparatos polimerizadores mencionados anteriormente, tal como el recipiente polimerizador de tipo agitación vertical, el extruidor de doble tornillo de intermezcla y el reactor de tipo de evaporación de película húmeda. Por ejemplo, las patentes U.S.A. nº 2.964.297 y 3.153.008 describen un procedimiento en el que la producción de un policarbonato aromático por el procedimiento de transesterificación de fusión se lleva a cabo bajo presión reducida en una atmósfera de un gas inerte de forma que se evita que ocurra una reacción secundaria de oxidación (es decir, oxidación del polímero), en el que el gas inerte se introduce en un dispositivo polimerizador en una pequeña cantidad, con respecto a la cantidad del policarbonato aromático a producir.

La especificación abierta al público de solicitud de patente japonesa no examinada nº 6-206997 (correspondiente a la patente U.S.A. nº 5.384.389) describe un procedimiento para la producción de un policarbonato aromático en el que un compuesto monohidroxi aromático, tal como fenol, producido como subproducto en la reacción de policondensación en equilibrio (para producir un policarbonato aromático) se elimina del sistema de reacción de polimerización utilizando una gran cantidad de un gas inerte. Específicamente, en este procedimiento, se produce un policarbonato aromático llevando a cabo la reacción de policondensación en equilibrio mientras se introduce continuamente un gas inerte, junto con un oligocarbonato fundido, en un dispositivo polimerizador calentado bajo presión atmosférica o bajo presión superatmosférica en una cantidad de 1 m^{3} o más por kg de un oligocarbonato, y eliminando el fenol o similar por destilación (que se produce como subproducto en la reacción de policondensación en equilibrio) de tal forma que sea arrastrado por el gas inerte. Sin embargo, tal procedimiento (en el que se lleva a cabo la producción de un policarbonato aromático mientras se elimina el compuesto monohidroxi aromático producido como subproducto, tal como fenol, a partir del dispositivo polimerizador utilizando una gran cantidad del gas inerte) posee un problema en el que, para reciclar el gas inerte utilizado en la reacción de polimerización, es necesario separar el compuesto monohidroxi aromático (tal como el fenol) del gas inerte utilizando un aparato de separación grande.

La especificación abierta al público de solicitud de patente japonesa no examinada nº 6-248067 describe un procedimiento para producir un policarbonato aromático, que comprende producir un policarbonato de peso molecular bajo que posee un peso molecular en promedio de viscosidad de 1.000 a 25.000 en una primera zona de reacción, y polimerizar el policarbonato de peso molecular bajo producido en una segunda zona de reacción para obtener de este modo un policarbonato final que posee un peso molecular promedio en viscosidad de 10.000 a 50.000, en el que un gas inerte se introduce en la primera zona de reacción y en la segunda zona de reacción en cantidades de 0,01 a 20 y de 0,002 a 10, respectivamente, cada una en términos de la proporción en peso del gas inerte al compuesto dihidroxi aromático. Asimismo en este procedimiento, el gas inerte que se utiliza para eliminar el compuesto monohidroxi aromático por destilación (tal como fenol), que se produce como subproducto en la reacción de policondensación en equilibrio, a partir de un sistema de reacción de tal forma que sea arrastrado por el gas inerte, de forma que el gas inerte se utiliza en una gran cantidad. Por lo tanto, este procedimiento posee el mismo problema que se ha mencionado anteriormente en conexión con la especificación abierta al público de solicitud de patente japonesa no examinada nº 6-206997.

En la patente U.S.A. nº 5.589.564 mencionada anteriormente, en la que se describe el procedimiento que se ha desarrollado por los presentes inventores y en el que la polimerización de un prepolímero se lleva a cabo permitiendo que el prepolímero pase hacia abajo a través de una placa perforada y caiga a lo largo y en contacto con la superficie de una guía, se describe que un policarbonato incoloro, de calidad elevada se produce a una elevada velocidad de polimerización. En los Ejemplos de Trabajo de este documento de patente, se introduce una pequeña cantidad de un gas inerte en el dispositivo polimerizador. Además, en la especificación abierta al público de solicitud de patente japonesa no examinada nº 8-325373, los presentes inventores proponen un procedimiento en el que la polimerización de un prepolímero se lleva a cabo dejando que el prepolímero caiga a lo largo y en contacto con la superficie de una guía, en el que la proporción de la presión parcial del compuesto monohidroxi aromático contenido en el gas inerte a la presión parcial del gas inerte, se controle dentro de tal intervalo específico, de manera que la recuperación del gas inerte sea conducida incluso sin utilizar un aparato grande.

En los procedimientos convencionales en los que se realiza un intento para producir un policarbonato aromático mediante la eliminación eficaz de fenol y similares del sistema de reacción de polimerización utilizando un gas inerte, tal como en los casos de las especificaciones abiertas al público de solicitudes de patentes japonesas no examinadas nº 6-206997 y nº 6-248067 mencionadas anteriormente, el gas inerte se introduce continuamente en un polimerizador para reducir la presión parcial del fenol y similares en el dispositivo polimerizador, para de este modo avanzar la reacción de polimerización. En los procedimientos mencionados anteriormente, sin embargo, para incrementar eficazmente la velocidad de polimerización, es necesario utilizar una gran cantidad del gas inerte. Además, con respecto a todos los procedimientos mencionados anteriormente que utilizan una gran cantidad del gas inerte (en el que el gas inerte se introduce sólo en un dispositivo polimerizador para de este modo eliminar por destilación el compuesto monohidroxi aromático producido como subproducto de tal forma que entra mediante el gas inerte), tales procedimientos no son satisfactoriamente eficaces para producir constantemente un policarbonato aromático que posee no sólo un peso molecular deseado, sino asimismo propiedades mecánicas excelentes.

Resumen de la invención

En esta situación, para resolver los diversos problemas mencionados anteriormente que acompañan el procedimiento de transesterificación de fusión utilizando un gas inerte, los presentes inventores han realizado estudios extensivos e intensivos. Como resultado, inesperadamente han encontrado que, en la producción de un policarbonato aromático mediante el procedimiento de transesterificación de fusión, proporcionando una etapa para la absorción de una pequeña cantidad de un gas inerte en un prepolímero de policarbonato aromático fundido antes de la etapa de polimerización del prepolímero fundido, no sólo se puede producir un policarbonato aromático de elevada calidad que sea incoloro y posea propiedades mecánicas excelentes a una velocidad de polimerización elevada incluso sin utilizar una gran cantidad de un gas inerte, sino asimismo que se puede mantener a un nivel deseado el peso molecular del policarbonato aromático producido, de forma que el policarbonato aromático de calidad elevada mencionado anteriormente puede producirse de forma estable durante un período de tiempo prolongado. La presente invención se ha completado, basándose en este nuevo descubrimiento.

En consecuencia, es un objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento para producir un policarbonato aromático mediante el procedimiento de transesterificación de fusión (que está libre de los problemas que acompañan al procedimiento de fosgeno convencional, tal como una dificultad en separar las impurezas del polímero y el cloruro de metileno utilizado como disolvente), que es comercialmente muy ventajoso no sólo porque se puede producir un policarbonato aromático de calidad elevada que es incoloro y posee propiedades mecánicas excelentes a una velocidad de polimerización elevada incluso sin utilizar una gran cantidad de gas inerte, sino asimismo porque, incluso si la producción del policarbonato aromático se lleva a cabo de manera continua, el peso molecular del policarbonato aromático producido se puede mantener a un nivel deseado, de forma que el policarbonato aromático de calidad elevada mencionado anteriormente se produce de forma estable durante un período de tiempo prolongado.

Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un policarbonato aromático obtenido mediante el procedimiento mencionado anteriormente, que no sólo posee una calidad elevada, sino que asimismo posee un peso molecular deseado.

Los anteriores y otros objetivos, características y ventajas de la presente invención serán evidentes a partir de la descripción detallada siguiente y reivindicaciones anexas tomadas en conexión con el dibujo adjunto.

Breve descripción del dibujo

En el dibujo:

la figura 1 es una vista esquemática de una forma de un sistema de producción utilizado para poner en práctica el procedimiento de la presente invención.

Descripción de los números de referencia

(1) dispositivo de absorción de gas inerte

(2) entrada para un prepolímero fundido

(3) placa de distribución para un prepolímero fundido

(4), (13) guía en forma de columna

(5) puerto de introducción de un gas inerte

(6) válvula utilizada si se desea

(7) prepolímero fundido que posee un gas inerte absorbido en el mismo

(8) salida para un prepolímero fundido que posee un gas inerte absorbido en el mismo

(9) bomba para descargar un prepolímero fundido que posee un gas inerte absorbido en el mismo

(10) dispositivo polimerizador

(11) entrada para un prepolímero fundido que posee un gas inerte absorbido en el mismo

(12) placa de distribución para un prepolímero fundido que posee un gas inerte absorbido en el mismo

(14) puerto de introducción de un gas inerte, utilizado si se desea

(15) válvula de vacío

(16) policarbonato aromático

(17) salida de un dispositivo polimerizador (10) para un policarbonato aromático

(18) bomba para la descarga de un policarbonato aromático

(19) salida de una boquilla para la eliminación de un policarbonato aromático

(20) ventana de cristal para la observación del estado de espuma del prepolímero fundido en un dispositivo polimerizador (10)

Descripción detallada de la presente invención

Según la presente invención, se proporciona un procedimiento para la producción de un policarbonato aromático a partir de un compuesto dihidroxi aromático y un carbonato de diarilo, que comprende las etapas de:

(a) tratar un prepolímero de policarbonato aromático fundido, obtenido mediante la reacción de un compuesto dihidroxi aromático con un carbonato de diarilo, con un gas inerte bajo una presión predeterminada P_{g} para hacer de este modo que el prepolímero fundido absorba el gas inerte, y

(b) someter el prepolímero fundido resultante que posee el gas inerte absorbido en el mismo a la polimerización, bajo una presión P_{p} inferior a la presión predeterminada P_{g} empleada en la etapa (a) para la absorción del gas inerte, para de este modo polimerizar el prepolímero hasta un determinado grado de polimerización.

Para una más fácil comprensión de la presente invención, se enumeran a continuación las características esenciales y las diversas formas de realización preferentes de la presente invención.

1. Procedimiento para producir un policarbonato aromático a partir de un compuesto dihidroxi aromático y un carbonilo de diarilo, que comprende las etapas de:

(a) tratar un prepolímero de policarbonato aromático fundido, obtenido mediante reacción de un compuesto dihidroxi aromático con un carbonato de diarilo, con un gas inerte bajo una presión predeterminada P_{g} para de este modo hacer que el prepolímero fundido absorba el gas inerte, y

(b) someter el prepolímero fundido resultante que posee el gas inerte absorbido en el mismo a la polimerización, bajo una presión P_{p} inferior a la de la presión predeterminada P_{g} utilizada en la etapa (a) para la absorción de gas inerte, para de este modo polimerizar el prepolímero hasta un grado de polimerización predeterminado.

2. Procedimiento, según el punto 1 anterior, en el que la presión P_{g} utilizada en la etapa (a) para la absorción de gas inerte es la misma o más elevada que una presión de reacción utilizada para obtener el prepolímero fundido que se va a tratar en la etapa (a).

3. Procedimiento, según los puntos 1 ó 2 anteriores, en el que un cambio en el peso molecular del prepolímero fundido hace que durante la etapa (a) absorba el gas inerte, en el que el cambio en el peso molecular se representa por la fórmula siguiente:

(M_{2} - M_{1}) \leq 500

en la que M_{1} y M_{2} representan, respectivamente, los pesos moleculares promedio en número del prepolímero fundido antes y después de la etapa (a) para la absorción del gas inerte.

4. Procedimiento, según los puntos 1, 2 ó 3 anteriores, en el que la presión P_{g} utilizada en la etapa (a) para la absorción del gas inerte satisface la desigualdad siguiente (1):

(1)P_{g} \ > \ 4 \ x \ 10^{12} \ x \ M_{1}{}^{-2,6871}

en la que P_{g} representa la presión (unidad: Pa) utilizada en la etapa (a) y M_{1} representa el peso molecular promedio en número del prepolímero fundido antes de la etapa (a).

5. Procedimiento, según cualquiera de los puntos 1 a 4 anteriores, en el que:

cuando M_{2} es menor que 5,178, la presión P_{p} utilizada en la etapa (b) para la polimerización del prepolímero satisface la desigualdad siguiente (2):

(2)P_{g} > P_{p} > -0,056 \ x \ M_{2} \ + \ 290

en la que P_{g} y P_{p} representan, respectivamente, las presiones (unidad: Pa) utilizadas en la etapa (a) para la absorción del gas inerte y en la etapa (b) para la prepolimerización del prepolímero, y M_{2} representa el peso molecular promedio en número del prepolímero fundido después de la etapa (a) para la absorción del gas inerte, y

cuando M_{2} es 5,178 o más, la presión P_{p} utilizada en la etapa (b) para la polimerización del prepolímero satisface la desigualdad siguiente (3):

(3)P_{g} > P_{p} > 0

en la que P_{g} y P_{p} son como se han definido para la desigualdad (2).

6. Procedimiento, según cualquiera de los puntos 1 a 5 anteriores, en el que la etapa (b) para la polimerización del prepolímero se lleva a cabo mediante un procedimiento de polimerización de caída por una guía húmeda en la que el prepolímero fundido se deja caer a lo largo y en contacto con la superficie de una guía de forma que la polimerización del prepolímero fundido se efectúa durante la caída del mismo.

7. Procedimiento, según el punto 6 anterior, en el que el prepolímero fundido que cae a lo largo y en contacto con la superficie de la guía mantiene un estado de espuma en toda la etapa (b) para la polimerización del prepolímero.

8. Procedimiento, según cualquiera de los puntos 1 a 7 anteriores, en el que el prepolímero fundido que posee el gas inerte absorbido en el mismo se alimenta continuamente a una zona de polimerización para efectuar la polimerización del prepolímero fundido en la etapa (b) y el policarbonato aromático resultante producido en la etapa (b) se elimina continuamente de la zona de polimerización, de forma que la etapa (b) se lleva a cabo continuamente para la polimerización del prepolímero.

9. Procedimiento, según cualquiera de los puntos 1 a 8 anteriores, en el que el gas inerte es nitrógeno.

10. Procedimiento, según cualquiera de los puntos 1 a 9 anteriores, en el que, en la etapa (a) para la absorción de gas inerte, el gas inerte se absorbe en el prepolímero fundido en una cantidad de 0,0001 a 1 N litro por kg del prepolímero fundido, en el que el N litros significa el volumen en términos de litro o litros medido bajo condiciones de temperatura y presión normales.

11. Policarbonato aromático producido mediante el procedimiento, según cualquiera de los puntos 1 a 10 anteriores.

12. Sistema para producir un policarbonato aromático, que comprende:

(A) un dispositivo de absorción de gas inerte para hacer que un prepolímero de policarbonato aromático fundido, obtenido mediante reacción de un compuesto dihidroxi aromático con un carbonato de diarilo, absorba un gas inerte bajo una presión predeterminada P_{g} para obtener de este modo un prepolímero fundido que posee un gas inerte absorbido en el mismo,

(B) un dispositivo polimerizador para polimerizar el prepolímero fundido absorbido en gas inerte bajo una presión P_{p} inferior a la presión predeterminada P_{g} utilizada para obtener el prepolímero fundido absorbido en gas inerte, y

(C) una tubería para transferir el prepolímero fundido absorbido de gas inerte del dispositivo de absorción (A) al dispositivo polimerizador (B), provista la tubería (C) de medios para controlar la velocidad de flujo del prepolímero fundido absorbido en gas inerte que pasa a través de él,

el dispositivo de absorción (A) y el dispositivo polimerizador (B) están dispuestos en este orden y conectados uno a otro a través de la tubería (C),

el dispositivo de absorción (A) comprendiendo un revestimiento de absorción que posee una entrada para el prepolímero de policarbonato aromático fundido, un puerto de introducción para el gas inerte, una zona de absorción para el gas inerte para hacer que el prepolímero de policarbonato aromático fundido absorba el gas inerte para obtener de este modo el prepolímero fundido absorbido en gas inerte, y una salida para el prepolímero fundido absorbido de gas,

en el que el prepolímero fundido absorbido de gas inerte se adapta para ser eliminado del dispositivo de absorción (A) a través de la salida para el prepolímero fundido absorbido en gas inerte, y se transfiere al dispositivo polimerizador (B) a través de la tubería (C),

el dispositivo polimerizador (B) que comprende un revestimiento polimerizador que posee una entrada para el prepolímero fundido absorbido en gas inerte, una zona de alimentación de prepolímero fundido absorbido en gas inerte colocada posteriormente y comunicándose con la entrada para el prepolímero fundido absorbido en gas inerte y una zona de reacción de polimerización colocada posteriormente a la zona de alimentación del prepolímero absorbido en gas inerte,

el revestimiento polimerizador que posee una válvula de vacío para ajustar la presión en la zona de reacción de polimerización y estando dotado de una salida para un policarbonato aromático a través de una bomba de eliminación colocada posteriormente a la zona de reacción de polimerización,

en el que el prepolímero fundido absorbido en gas inerte se adapta para transferirse para entrar en la zona de reacción de polimerización a través de la zona de alimentación del prepolímero absorbido en gas inerte y polimerizado bajo la presión P_{p} producida por medio de una válvula de la vacío, para obtener de este modo un policarbonato aromático, y el policarbonato aromático obtenido se adapta para ser eliminado desde el dispositivo polimerizador (B) a través de la salida para un policarbonato aromático por medio de la bomba de eliminación.

13. Sistema, según el punto 12 anterior, en el que la zona de reacción de polimerización es una zona de reacción de polimerización de caída con guía húmeda que posee por lo menos una guía mantenida fija en ella misma y que se extiende hacia abajo a través de la misma, y la zona de reacción de polimerización de caída con guía húmeda está separada de la zona de alimentación de prepolímero fundido absorbido en gas inerte a través de una placa de distribución de prepolímero fundido absorbido en gas inerte que posee por lo menos un agujero, a través del cual la zona de alimentación del prepolímero fundido absorbido en gas inerte comunica con la zona de reacción de polimerización, estando la guía dispuesta en correspondencia con el agujero de la placa de distribución, y

en el que el prepolímero fundido absorbido en gas inerte se adapta para caer a lo largo y en contacto con la guía, para de este modo efectuar una polimerización de caída con guía húmeda del prepolímero fundido absorbido en gas inerte.

14. Sistema, según el punto 13 anterior, en el que la guía es un cable.

15. Sistema, según el punto 13 anterior, en el que la guía es una red de cables.

16. Sistema, según el punto 13 anterior, en el que la guía es una placa perforada.

La presente invención se describe a continuación en detalle.

Convencionalmente, en cualquiera de los procedimientos para la producción de un policarbonato aromático en el que se realice el intento para eliminar eficazmente un compuesto monohidroxi aromático (tal como fenol) del sistema de reacción de polimerización mediante la utilización de un gas inerte, el gas inerte se alimenta a un dispositivo polimerizador. Sin embargo, ha quedado claro inesperadamente que, mediante el procedimiento de la presente invención, en el que un prepolímero de policarbonato aromático fundido primero se hace que absorba una pequeña cantidad de un gas inerte, y el prepolímero fundido resultante que posee el gas absorbido en el mismo se polimeriza a continuación, se puede producir un policarbonato aromático a una velocidad de polimerización mejorada notoriamente, según se compara con la velocidad de polimerización conseguida por los procedimientos convencionales en los que la absorción de gas inerte no se conduce con respecto al prepolímero fundido y el gas inerte se alimenta sólo al dispositivo polimerizador.

En los procedimientos convencionales mencionados anteriormente, se alimenta un gas inerte continuamente hacia y se dirige a través del interior del dispositivo polimerizador en un intento para aumentar la velocidad de polimerización. Sin embargo, mediante tales procedimientos convencionales, la velocidad de polimerización no se puede aumentar satisfactoriamente. Aparte de este defecto de los procedimientos convencionales, la razón por la que la velocidad de polimerización se puede aumentar mediante tales procedimientos convencionales se entiende que va a ser como sigue. La reacción de polimerización para producir un policarbonato aromático es una reacción de equilibrio. Por lo tanto, mediante la eliminación del fenol producido de tal forma que sea arrastrado por el gas inerte desde el sistema de reacción en equilibrio, disminuye la presión parcial del fenol en el dispositivo polimerizador, de forma que el equilibrio de la reacción se desplaza al lado de producto para avanzar de este modo la reacción de polimerización. Los procedimientos convencionales mencionados anteriormente, sin embargo, no son ventajosos porque, para aumentar la velocidad de polimerización, se necesita alimentar un gas inerte desde el dispositivo polimerizador en una gran cantidad, de forma que suceden problemas diversos inevitablemente debido a la utilización de tal cantidad grande de gas inerte.

Mediante el procedimiento de la presente invención, inesperadamente se ha hecho posible aumentar la velocidad de polimerización mediante la utilización sólo de una pequeña cantidad de gas inerte. Específicamente, en la presente invención, la velocidad de polimerización se puede aumentar simplemente mediante la polimerización de un prepolímero fundido que ha absorbido en el mismo un gas inerte en tal pequeña cantidad que sustancialmente no ocurre la disminución de la presión parcial del fenol en el dispositivo polimerizador. A pesar del mecanismo de la acción y el efecto del gas inerte utilizado en los procedimientos convencionales, que se explican anteriormente, el mecanismo en cuanto a cómo se utiliza el gas inerte en una pequeña cantidad sirve efectivamente para ejercer los excelentes efectos en la presente invención, todavía no ha sido aclarados. Según el estudio realizado por los presentes inventores, se ha observado sorprendentemente que, cuando un prepolímero fundido que posee un gas inerte absorbido en el mismo se polimeriza, aparece de forma continua una espuma vigorosa del prepolímero fundido en el dispositivo polimerizador, por medio de lo cual la superficie del prepolímero fundido se renueva eficazmente. Por lo tanto, se presume que la espuma mencionada anteriormente, que ocurre en todo el prepolímero fundido en el dispositivo polimerizador para facilitar de este modo eficazmente la renovación de superficie del prepolímero fundido, es eficaz para aumentar la velocidad de polimerización.

Además, se ha encontrado inesperadamente que, comparados con los procedimientos convencionales en los que se ha hecho un intento para producir un policarbonato aromático mientras se elimina eficazmente el fenol del sistema de reacción de polimerización mediante la utilización de un gas inerte, el procedimiento de la presente invención, en el que se hace que el prepolímero fundido absorba un gas inerte antes de la polimerización del prepolímero fundido, es ventajoso no sólo porque se puede producir un policarbonato aromático de elevada calidad que presenta una resistencia mecánica excelente, sino asimismo porque, incluso si la producción de un policarbonato aromático se lleva a cabo de una forma continua, se puede mantener a un nivel deseado el peso molecular del policarbonato aromático producido, de forma que el policarbonato aromático de calidad elevada mencionado anteriormente se puede producir de forma estable durante un período prolongado de tiempo. La razón por la que tales efectos excelentes se pueden conseguir mediante el procedimiento de la presente invención no ha sido todavía aclarada, pero se considera que es como sigue. Cuando se hace que el prepolímero fundido absorba el gas inerte, el gas inerte se dispersa uniformemente y/o se disuelve en el prepolímero fundido, de forma que el prepolímero fundido forma espuma uniformemente en el dispositivo polimerizador, diferiendo de los casos de los procedimientos convencionales en los que sólo se forma ligeramente espuma no uniforme del prepolímero fundido durante la polimerización del mismo. Se presume que, en virtud de tal espuma uniforme del prepolímero fundido, no sólo se puede obtener un policarbonato aromático que posee propiedades mecánicas mejoradas, sino asimismo que se puede mantener a un nivel deseado el peso molecular del policarbonato aromático producido. De este modo, por el procedimiento de la presente invención, todos los problemas que acompañan inevitablemente a los procedimientos convencionales, en los que la polimerización de un prepolímero de policarbonato aromático se lleva a cabo mientras se alimenta un gas inerte al dispositivo polimerizador, se han resuelto simultáneamente.

En la presente invención, la terminología "compuesto dihidroxi aromático" significa un compuesto representado por la fórmula siguiente:

HO - Ar -OH

en la que Ar representa un grupo aromático divalente.

Ejemplos preferentes de los grupos aromáticos divalentes (grupos Ar) incluyen un grupo representado por la fórmula siguiente:

-Ar^{1}-Y-Ar^{2}-

en la que cada uno de Ar^{1} y Ar^{2} representa independientemente un grupo carbocíclico divalente o aromático heterocíclico que posee de 5 a 70 átomos de carbono, e Y representa un grupo alcano divalente que posee de 1 a 30 átomos de carbono.

En los grupos carbocíclicos divalentes o aromáticos heterocíclicos Ar^{1} y Ar^{2}, por lo menos se puede sustituir un átomo de hidrógeno por un sustituyente que no afecta adversamente la reacción, tal que un sustituyente seleccionado del grupo que consiste en un átomo de halógeno, un grupo alquilo que posee de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo alcoxi que posee de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo fenilo, un grupo fenoxi, un grupo vinilo, un grupo ciano, un grupo éster, un grupo amida y un grupo nitro.

Ejemplos preferentes de grupos aromáticos heterocíclicos Ar^{1} y Ar^{2} incluyen un grupo aromático que posee por lo menos un heteroátomo, tal como un átomo de nitrógeno, un átomo de oxígeno o un átomo de azufre.

Ejemplos de grupos aromáticos divalentes Ar^{1} y Ar^{2} incluyen un grupo fenileno no sustituido o sustituido, un grupo bifenileno no sustituido o sustituido y un grupo piridileno no sustituido o sustituido. Los sustituyentes para Ar^{1} y Ar^{2} son los que se describen anteriormente.

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Ejemplos de grupos alcanos divalentes (grupos Y) incluyen grupos orgánicos representados respectivamente por las fórmulas siguientes:

1

en la que cada uno de R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4} representan independientemente un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo que posee de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo alcoxi que posee de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo cicloalquilo que posee de 5 a 10 átomos de carbono que forman un anillo, un grupo aromático carbocíclico que posee de 5 a 10 átomos de carbono que forman un anillo o un grupo aralquilo carbocíclico que posee de 6 a 10 átomos de carbono que forman un anillo; k representa un entero de 3 a 11; cada X representa un átomo de carbono y posee R^{5} y R^{6} unidos al mismo; cada uno de R^{5} representa independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que posee de 1 a 6 átomos de carbono, y cada uno de R^{6} representa independientemente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que posee de 1 a 6 átomos de carbono, en los que R^{5} y R^{6} son los mismos o diferentes; y

en la que, cada en uno de R^{1}, R^{2}, R^{3}, R^{4}, R^{5} y R^{6}, se pueden sustituir por lo menos un átomo de hidrógeno con un sustituyente que no afecta adversamente la reacción, tal como un sustituyente seleccionado del grupo que consiste en un átomo de halógeno, un grupo alquilo que posee de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo alcoxi que posee de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo fenilo, un grupo fenoxi, un grupo vinilo, un grupo ciano, un grupo éster, un grupo amida y un grupo nitro.

Ejemplos específicos de grupos aromáticos divalentes (grupos Ar) incluyen grupos representados respectivamente por las fórmulas siguientes:

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2

\vskip1.000000\baselineskip

3

300

301

en las que cada uno de R^{7} y R^{8} representan independientemente un átomo de hidrógeno, un átomo de halógeno, un grupo alquilo que posee de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo alcoxi que posee de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo cicloalquilo que posee de 5 a 10 átomos de carbono que forman un anillo, o un grupo fenilo; cada uno de m y n representan independientemente un entero de 1 a 4, con la condición de que cuando m es un entero de 2 a 4, los R^{7} son los mismos o diferentes, y cuando n es un entero de 2 a 4, los R^{8} son los mismos o diferentes.

Ejemplos adicionales de grupos aromáticos divalentes (grupos Ar) incluyen un grupo representado por la fórmula siguiente:

-Ar^{1}-Z-Ar^{2}-

en la que Ar^{1} y Ar^{2} son como se han definido anteriormente; y Z representa un enlace simple o un grupo divalente, tal como -O-, -CO-, -S-, -SO_{2}-, -SO-, -COO-, o -CON(R^{1})-, en la que R^{1} es como se ha definido anteriormente.

Ejemplos específicos de tales grupos aromáticos divalentes (grupos Ar) incluyen grupos representados, respectivamente, por las fórmulas siguientes:

4

400

en las que R^{7}, R^{8}, m y n son como se han definido anteriormente.

Ejemplos adicionales de grupos aromáticos divalentes (grupos Ar) incluyen un fenileno no sustituido o sustituido, un naftileno no sustituido o sustituido, y un piridileno no sustituido o sustituido.

En el procedimiento de la presente invención, los compuestos dihidroxi aromáticos se pueden utilizar individualmente o en combinación. Ejemplos representativos de compuestos aromáticos dihidroxi incluyen bisfenol A.

En el procedimiento de la presente invención, se puede utilizar un compuesto hidroxi aromático trivalente para el objetivo de introducir una estructura ramificada en el policarbonato aromático, siempre que se puedan conseguir los efectos deseados de la presente invención.

El carbonato de diarilo utilizado en la presente invención se representa por la fórmula siguiente:

Ar^{3}---O

\melm{}{C}{\uelm{\dpara}{O}}

O---Ar^{4}

en la que cada uno de Ar^{3} y Ar^{4} representan independientemente un grupo aromático monovalente.

En cada uno de Ar^{3} y Ar^{4}, que representan independientemente un grupo carbocíclico monovalente o un grupo aromático heterocíclico, por lo menos un átomo de hidrógeno se puede sustituir mediante un sustituyente que no afecta adversamente la reacción, tal como un sustituyente seleccionado del grupo que consiste en un átomo de halógeno, un grupo alquilo que posee de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo alcoxi que posee de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo fenilo, un grupo fenoxi, un grupo vinilo, un grupo ciano, un grupo éster, un grupo amida y un grupo nitro. Ar^{3} y Ar^{4} son los mismos o diferentes.

Ejemplos representativos de grupos aromáticos monovalentes Ar^{3} y Ar^{4} incluyen un grupo fenilo, un grupo naftilo, un grupo bifenilo y un grupo piridilo. Estos grupos se pueden o no sustituir con el sustituyente o sustituyentes mencionados anteriormente.

Ejemplos preferentes de grupos aromáticos monovalentes Ar^{3} y Ar^{4} incluyen los que representan, respectivamente, por la fórmula siguiente:

5

\newpage

Ejemplos representativos de carbonatos de diarilo incluyen un compuesto de carbonato de difenilo sustituido o no sustituido representado por la fórmula siguiente:

6

en la que cada uno de R^{9} y R^{10} representa independientemente un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo que posee de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo alcoxi que posee de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo cicloalquilo que posee de 5 a 10 átomos de carbono que forman un anillo o un grupo fenilo; cada uno de p y q representan independientemente un entero de 1 a 5 átomos de carbono, con la condición de que cuando p es un entero de 2 o más, los R^{9} son los mismos o diferentes, y cuando q es un entero de 2 o más, los R^{10} son los mismos o diferentes.

De estos carbonatos de diarilo, los carbonatos de diarilo preferentes poseen una configuración simétrica, tal como un carbonato de difenilo (sin sustituir) y un carbonato de difenilo sustituido con un grupo alquilo inferior, es decir, carbonato de ditolilo y carbonato de di-terc-butilfenilo. Especialmente preferente es el carbonato de difenilo, que es el carbonato de diarilo que posee la estructura más simple.

Estos carbonatos de diarilo se pueden utilizar individualmente o en combinación.

La proporción en la que el compuesto dihidroxi aromático y el carbonato de diarilo se utilizan (es decir, una proporción de carga) puede variar dependiendo de los tipos de compuesto dihidroxi aromático y del carbonato de diarilo utilizado, las condiciones de polimerización (tales como una temperatura de polimerización y una presión de polimerización), el tipo de dispositivo polimerizador utilizado, y similares. El carbonato de diarilo se utiliza generalmente en una cantidad de 0,9 a 2,5 moles, preferentemente de 0,95 a 2,0 moles, más preferentemente de 0,98 a 1,5 moles, por mol del compuesto dihidroxi aromático.

En la presente especificación, el "prepolímero de policarbonato aromático fundido" (a continuación, referido frecuentemente como simplemente "prepolímero fundido") obtenido por la reacción de un compuesto dihidroxi aromático con un carbonato de diarilo significa un policarbonato aromático fundido de bajo peso molecular que posee un grado de polimerización que se incrementa por la reacción de transesterificación y que todavía no se ha alcanzado un nivel deseado. No es necesario decir que tal prepolímero fundido puede ser un oligómero.

El término "gas inerte" utilizado en la presente especificación significa un gas que no posee reactividad con el prepolímero de policarbonato aromático fundido y es estable bajo las condiciones de polimerización. Ejemplos específicos de gases inertes utilizados en el procedimiento de la presente invención incluyen nitrógeno, argón, helio y dióxido de carbono.

Ejemplos adicionales de gases inertes incluyen compuestos orgánicos que están en estado gaseoso a temperaturas a las que el prepolímero de policarbonato aromático permanece en estado fundido, tal como un hidrocarburo inferior gaseoso que posee de 1 a 8 átomos de carbono. De los gases inertes mencionados anteriormente, se prefiere especialmente el nitrógeno.

En la presente especificación, la etapa para "absorción de gas inerte" (es decir, la etapa (a)) significa una etapa en la que el prepolímero de policarbonato aromático fundido se trata con un gas inerte bajo una presión predeterminada, para de este modo permitir que el prepolímero fundido absorba el gas inerte. En la presente invención, se prefiere que la etapa de absorción del gas inerte se realice bajo condiciones en las que la polimerización del prepolímero fundido apenas siga.

El gas inerte está dispersado y/o disuelto en el prepolímero fundido que posee el gas inerte absorbido en él mismo. El término "dispersado" utilizado anteriormente indica que el gas inerte está presente en el prepolímero fundido en forma de burbujas para formar de este modo una fase mixta gas-líquido compuesta del prepolímero fundido que posee el gas inerte dispersado en el mismo. El término "disuelto" utilizado anteriormente indica que el gas inerte está presente en tal forma como mezclado íntimamente con el prepolímero fundido para formar de este modo una fase líquida uniforme compuesta del prepolímero fundido que posee el gas inerte disuelto en el mismo. En el procedimiento de la presente invención, se prefiere especialmente que el gas inerte se disuelva en el prepolímero fundido. Para disolver eficazmente el gas inerte en el prepolímero fundido, se prefiere llevar la etapa de absorción del gas inerte bajo condiciones en las que la interfase gas-líquido entre el gas inerte y el prepolímero fundido aumenta para facilitar de este modo el contacto eficaz entre el gas inerte y el prepolímero fundido, y/o llevar la etapa de absorción de gas inerte bajo una presión superatmosférica de un gas inerte.

Con respecto al tipo de dispositivo utilizado en la etapa (a) para la absorción de gas inerte (a continuación, referido frecuentemente simplemente como "dispositivo de absorción"), no existe limitación particular siempre que se pueda utilizar para hacer que el prepolímero fundido absorba el gas inerte. Ejemplos de dispositivos de absorción utilizados en el procedimiento de la presente invención incluyen dispositivos convencionales descritos en "Kagaku Souchi Sekkei\cdotSousa Shiriizu nº 2, Kaitei Gasu Kyushu (Design and Operation of Chemical Devices, nº 2, Gas Absorption (Revised Version))", pp.49-54 (publicado el 15 de marzo de 1981 por Kagaku Kogyosha, Inc., Japón), tal que un dispositivo de absorción de tipo columna empaquetada, un dispositivo de absorción de tipo columna que contiene una bandeja, un dispositivo de absorción de tipo columna que contiene un dispositivo pulverizador (en el que un líquido se pulveriza en un gas para ser absorbido en el líquido), un dispositivo de absorción de contacto turbulento, un dispositivo de absorción de tipo contacto cruzado de película gas-líquido, un dispositivo de absorción de tipo de flujo de rotación de velocidad elevada, un dispositivo de absorción que utiliza una fuerza mecánica (tal como una fuerza de agitación), y un dispositivo en el que el prepolímero fundido se deja caer a lo largo y en contacto con la superficie de una guía en una atmósfera de un gas inerte para hacer de este modo que el prepolímero fundido absorba el gas inerte durante la caída del mismo. Estos dispositivos de absorción se diseñan para aumentar la interfase gas-líquido para poner en contacto de este modo eficazmente un gas con un líquido. Por lo tanto, mediante la utilización de cualquiera de estos dispositivos en la etapa de absorción de gas inerte, es posible disolver fácilmente el gas inerte en el prepolímero fundido. Alternativamente, en la presente invención, en lugar de utilizar un dispositivo de absorción, la absorción de gas inerte se puede llevar a cabo mediante la introducción del gas inerte en un prepolímero fundido que está presente en una tubería para la introducción del prepolímero fundido en el dispositivo polimerizador para hacer de este modo que el prepolímero fundido absorba el gas inerte en la tubería. En el procedimiento de la presente invención, se prefiere especialmente utilizar un dispositivo de absorción del tipo columna que contiene el dispositivo pulverizador o un dispositivo en el que el prepolímero fundido se deja caer a lo largo y en contacto con la superficie de una guía en una atmósfera de un gas inerte, para hacer de este modo que el prepolímero fundido absorba el gas inerte durante la caída del mismo.

Además, como un dispositivo de absorción, se puede utilizar un dispositivo que se utiliza generalmente como un dispositivo polimerizador. Sin embargo, cuando tal dispositivo (generalmente utilizado como un dispositivo polimerizador) se utiliza como un dispositivo de absorción, el dispositivo se opera generalmente bajo condiciones en las que la polimerización del prepolímero fundido apenas continúa, de forma que el dispositivo no funciona como un dispositivo polimerizador.

En el procedimiento de la presente invención, se prefiere que el cambio en el peso molecular promedio en número del prepolímero fundido en la etapa de absorción del gas inerte sea sustancialmente más pequeña que 1.000, más ventajosamente 500 o menos, en el que el cambio en el peso molecular promedio en número se calcula mediante la fórmula: M_{2}-M_{1}, en la que M_{1} y M_{2} representan respectivamente los pesos moleculares promedio en número del prepolímero fundido antes y después de la etapa de absorción del gas inerte. Cuando el cambio (M_{2} - M_{1}) en el peso molecular promedio en número del prepolímero fundido es mayor que 500, el efecto de aumentar la velocidad de polimerización (que se consigue mediante la polimerización del prepolímero fundido que posee absorbido en el mismo el gas inerte) es probable que llegue a ser satisfactorio. La razón de esto todavía no se ha aclarado, pero se presume que reside en que, cuando el cambio (M_{2} - M_{1}) en el peso molecular promedio en número es mayor de 500, el compuesto monohidroxi aromático producido como subproducto (formado en la reacción de polimerización que sucede durante la etapa de absorción de gas inerte para hacer de este modo que el cambio en el peso molecular promedio en número del prepolímero fundido) evita que el prepolímero fundido absorba el gas inerte. Se prefiere más que el cambio (M_{2} - M_{1}) en el peso molecular promedio en número del prepolímero fundido sea 400 o menos, más ventajosamente 300 o menos.

No existe limitación particular con respecto a la temperatura utilizada en la etapa (a) para la absorción de gas inerte. Sin embargo, la temperatura está generalmente en el intervalo de 150 a 350ºC, preferentemente de 180 a 300ºC, más preferentemente de 230 a 290ºC.

En el procedimiento de la presente invención, se prefiere que la presión P_{g} (unidad: Pa) utilizada en la etapa (a) para la absorción de gas inerte sea la misma que o más elevada que la presión de reacción utilizada para la obtención del prepolímero fundido tratado en la etapa (a), es decir, la presión de reacción utilizada para la reacción de un compuesto dihidroxi aromático con un carbonato de diarilo para obtener de este modo el prepolímero de policarbonato aromático fundido tratado en la etapa (a) para la absorción de gas inerte. Se prefiere mayormente que la presión P_{g} utilizada en la etapa (a) para la absorción de gas inerte sea más elevada que la presión de reacción utilizada para obtener el prepolímero fundido tratado en la etapa (a).

Con respecto a la presión P_{g} mencionada anteriormente (unidad: Pa) utilizada en la etapa (a) para la absorción de gas inerte, que es una presión predeterminada más elevada que la presión P_{p} utilizada en la etapa (b) para la polimerización del prepolímero llevada a cabo después de la absorción del gas inerte, se prefiere que la presión P_{g} y la M_{1} definida anteriormente (peso molecular del prepolímero fundido antes de la etapa (a) para la absorción de gas inerte) satisfaga la desigualdad siguiente (1):

(1).P_{g} > 4 \ x \ 10^{12} \ x \ M_{1}{}^{-2,6871}

Cuando la presión P_{g} (unidad: Pa) utilizada en la etapa (a) para la absorción de gas inerte no satisface la desigualdad (1) anterior, el efecto de aumento de la velocidad de polimerización es probable que llegue a ser insatisfactorio. Se prefiere especialmente que la presión P_{g} (unidad: Pa) utilizada en la etapa (a) para la absorción del gas inerte sea la presión atmosférica o una presión superatmosférica, ya que la velocidad de absorción de gas inerte del prepolímero fundido aumenta y, por lo tanto, la absorción de gas inerte se puede llevar a cabo utilizando un dispositivo pequeño.

No existe limitación particular con respecto al límite superior de la presión P_{g} (unidad: Pa) utilizada en la etapa (a) para la absorción de gas inerte, pero la presión P_{g} (unidad: Pa) utilizada en la etapa (a) para la absorción de gas inerte es generalmente 2 x 10^{7} Pa o menor, preferentemente 1 x 10^{7} o menor, más preferentemente 5 x 10^{6} Pa o menor.

Ejemplos de procedimientos para hacer que el prepolímero fundido absorba el gas inerte incluyen un procedimiento en el que la mayoría del gas inerte alimentado a la zona de absorción de gas inerte hace que sea absorbido en el prepolímero fundido y un procedimiento en el que una parte del gas inerte alimentado a la zona de absorción de gas inerte hace que sea absorbido en el prepolímero fundido.

Ejemplos específicos del procedimiento anterior incluyen un procedimiento utilizando el dispositivo de absorción de tipo columna que contiene el dispositivo de pulverización mencionado anteriormente, el dispositivo mencionado anteriormente en el que el prepolímero fundido se deja caer a lo largo y en contacto con la superficie de una guía en una atmósfera de un gas inerte para dejar de este modo que el prepolímero fundido absorba el gas inerte durante la caída del mismo, en el que la absorción del gas inerte se lleva a cabo mientras se mantiene la presión interna del dispositivo a un nivel predeterminado mediante la alimentación suplementaria del gas inerte al dispositivo en una cantidad que sea sustancialmente igual a la cantidad del gas inerte que se ha absorbido en el prepolímero fundido, y un procedimiento en el que un gas inerte se introduce directamente en el prepolímero fundido que está presente en una tubería para la introducción del prepolímero fundido en el dispositivo polimerizador.

Ejemplos específicos del último procedimiento incluyen un procedimiento que utiliza el dispositivo de absorción de tipo columna que contiene dispositivo pulverizador mencionado anteriormente, un dispositivo en el que el prepolímero fundido se deja caer a lo largo y en contacto con la superficie de una guía para permitir de este modo que el prepolímero fundido absorba el gas inerte durante la caída del mismo, en el que el gas inerte se alimenta al dispositivo en una cantidad relativamente grande para hacer de este modo que una parte del gas inerte sea absorbida en el prepolímero fundido, mientras se elimina el resto del gas inerte (que no ha sido absorbido en el prepolímero fundido) del dispositivo. Del primero y último procedimientos, se prefiere el último procedimiento, porque la cantidad de gas inerte que se necesita en el primer procedimiento es más pequeña que la que se necesita en el último procedimiento.

Además, la etapa (a) para la absorción del gas inerte se puede llevar a cabo de una manera continua en la que el prepolímero fundido se alimenta continuamente al dispositivo de absorción del gas inerte para permitir de este modo que el prepolímero fundido absorba el gas inerte, y el prepolímero fundido resultante que posee el gas inerte absorbido en el mismo se elimina continuamente del dispositivo, o de una manera discontinua en la que el prepolímero fundido se alimenta de forma discontinua al dispositivo de absorción del gas inerte para permitir de este modo que el prepolímero fundido absorba el gas inerte.

No existe limitación particular con respecto a la cantidad del gas inerte absorbido en el prepolímero fundido, pero la cantidad está generalmente en el intervalo de 0,0001 a 1 N litro (N1), preferentemente de 0,001 a 0,8 N1, más preferentemente de 0,005 a 0,6 N1, por kg de prepolímero fundido. "N1" significa el volumen en términos de litro o litros medidos bajo condiciones de temperatura y presión normales. Cuando la cantidad del gas inerte absorbido en el prepolímero fundido es más pequeña que 0,0001 N1 por kg del prepolímero fundido, el efecto de aumentar la velocidad de polimerización es probable que llegue a ser insatisfactorio. Además, en el procedimiento de la presente invención, la cantidad del gas inerte absorbido en el prepolímero fundido no necesita ser mayor que 1 N1 por kg del prepolímero fundido.

Generalmente, la cantidad del gas inerte absorbido en el prepolímero fundido se puede determinar fácilmente por determinación directa de la cantidad del gas inerte alimentado al dispositivo de absorción del gas inerte. Por ejemplo, cuando el prepolímero fundido se deja que absorba el gas inerte mientras fluye el gas inerte a través del dispositivo de absorción del gas inerte, la cantidad del gas inerte absorbida en el prepolímero fundido se puede obtener como una diferencia entre la cantidad del gas inerte alimentado al dispositivo y la cantidad del gas inerte descargado del dispositivo. Alternativamente, cuando una cantidad predeterminada del prepolímero fundido se alimenta al dispositivo de absorción del gas inerte que contiene el gas inerte que posee una presión determinada, la cantidad del gas inerte absorbida en el prepolímero fundido se puede obtener de la disminución en la presión en el dispositivo de absorción del gas inerte, que está causada por la absorción del gas inerte por el prepolímero fundido. Estos procedimientos se pueden utilizar en el caso en que la absorción del gas inerte se lleve a cabo de la manera discontinua mencionada anteriormente en la que una cantidad predeterminada del prepolímero fundido se alimenta de forma discontinua al dispositivo polimerizador, o en el caso en que la absorción del gas inerte se lleve a cabo de manera continua en la que el prepolímero fundido se alimenta continuamente al dispositivo de absorción del gas inerte y el prepolímero fundido resultante que posee el gas inerte absorbido en el mismo se elimina continuamente del dispositivo.

En la presente especificación, la etapa para "polimerización del prepolímero" (es decir, la etapa (b)) significa una etapa en la que el prepolímero fundido que posee el gas absorbido en el mismo se somete a la polimerización bajo una presión P_{p} (unidad: Pa) inferior a la presión P_{g} (unidad: Pa) utilizada en la etapa (a) para la absorción del gas inerte, para polimerizar de este modo el prepolímero a un predeterminado grado de polimerización. En la etapa para la polimerización del prepolímero, se prefiere incrementar el peso molecular promedio en número del prepolímero fundido en 1.000 o más.

En el procedimiento de la presente invención, cuando el peso molecular promedio en número M_{2} del prepolímero fundido después de la etapa (a) para la absorción del gas inerte es menor que 5.178, se prefiere que la presión P_{p} utilizada en la etapa (b) para la polimerización del prepolímero satisfaga la desigualdad siguiente (2):

(2).P_{g}> P_{p} > -0,056 \ x \ M_{2} \ + \ 290

Cuando el peso molecular promedio en número M_{2} del prepolímero fundido después de la etapa (a) para la absorción del gas inerte es 5.178 o más, se prefiere que la presión P_{p} utilizada en la etapa (b) para la polimerización del prepolímero satisfaga la desigualdad siguiente (3):

(3).P_{g}> P_{p} > 0

Cuando P_{p} es igual o mayor que P_{g}, la reacción de polimerización apenas continúa.

Cuando el peso molecular promedio en número M_{2} es menor de 5.178 y P_{p} es igual a o menor del valor de (-0,056 x M_{2} + 290), la velocidad de polimerización es probable que sea desventajosamente baja. Es bastante inesperado desde el conocimiento convencional que, cuando un policarbonato se produce mediante una reacción de transesterificación, cuanto más baja es la presión utilizada en la reacción, más fácil es la eliminación del fenol producido como subproducto del sistema de reacción, y por lo tanto, mayor es la velocidad de reacción. Específicamente, en el caso del procedimiento de la presente invención en el que el peso molecular promedio en número M_{2} es menor que 5.178, cuando se polimeriza un prepolímero fundido que posee el gas inerte absorbido en el mismo, es desventajoso desde el punto de vista de conseguir la velocidad de reacción mejorada para llevar a cabo una reacción de polimerización bajo una presión igual a o inferior a la presión específica (unidad: Pa) definida por la fórmula: -0,056 x M_{2} + 290, que es una función del peso molecular promedio en número M_{2} del prepolímero fundido (después de la etapa (a) para la absorción del gas inerte). La razón para esto no se ha aclarado todavía, pero se considera que es como sigue. Cuando la presión P_{p} utilizada en la etapa (b) para la polimerización del prepolímero fundido que posee el gas inerte absorbido en el mismo es inferior a la presión específica mencionada anteriormente, el gas inerte absorbido en el prepolímero fundido escapa rápidamente del prepolímero fundido inmediatamente después de la introducción del prepolímero fundido en el dispositivo polimerizador, de forma que el prepolímero fundido no puede mantener un estado de espuma (causado por el gas inerte) en el dispositivo polimerizador.

Además, en el caso en que el peso molecular promedio en número M_{2} sea menor de 5.178, como es evidente de la desigualdad (2) anterior, cuanto mayor sea el peso molecular M_{2} del prepolímero fundido, más pequeño es el valor límite inferior preferente de la presión P_{p} utilizada en la etapa (b) para la polimerización del prepolímero. La razón para esto se considera como sigue. Cuando el peso molecular M_{2} del prepolímero fundido que posee el gas inerte absorbido en el mismo llega a ser elevado, la viscosidad del prepolímero fundido llega asimismo a ser elevada, de forma que, incluso si la etapa (b) para la polimerización del prepolímero se lleva a cabo bajo una presión relativamente baja, no ocurre el escape rápido mencionado anteriormente del gas inerte del prepolímero fundido.

Por otro lado, en el caso en que el peso molecular promedio en número M_{2} sea 5.178 o más, como es evidente de la desigualdad (3) anterior, no existe límite inferior con respecto a la presión de polimerización P_{p}, y cuanto más inferior es la presión de polimerización P_{p}, mayor es la velocidad de polimerización.

En la presente invención, el gas inerte no necesita alimentarse al dispositivo polimerizador, pero se puede alimentar opcionalmente al dispositivo polimerizador.

En el caso de los procedimientos convencionales en los que la absorción del gas inerte no se lleva a cabo con respecto al prepolímero fundido y en los que el gas inerte se alimenta sólo al dispositivo polimerizador, la velocidad de polimerización es desventajosamente baja, cuando se compara a la conseguida por el procedimiento de la presente invención. Además, mediante tales procedimientos convencionales, es imposible producir tal policarbonato aromático de calidad elevada según se obtiene mediante el procedimiento de la presente invención, que posee propiedades mecánicas excelentes. Especialmente, el alargamiento a la tracción de los policarbonatos aromáticos producidos por los procedimientos convencionales es desventajosamente bajo, cuando se compara con el alargamiento a la tracción remarcadamente elevado del policarbonato aromático producido por el procedimiento de la presente invención. En otras palabras, por el procedimiento de la presente invención, ha llegado a ser posible producir un policarbonato aromático que posee propiedades mecánicas excelentes (especialmente, el alargamiento a la tracción) que no se han conseguido por los procedimientos convencionales. La razón para esto no se ha aclarado todavía, pero se considera que es como sigue. En el procedimiento de la presente invención, cuando se hace que el prepolímero fundido absorba el gas inerte en el dispositivo de absorción de gas inerte bajo condiciones en las que la reacción de polimerización apenas continúa, el gas inerte se dispersa y/o se disuelve uniformemente en el prepolímero fundido, de forma que el prepolímero fundido forma espuma uniformemente en el dispositivo polimerizador, difiriendo del caso de los procedimientos convencionales en los que sólo la formación de espuma no uniforme del prepolímero fundido ocurre ligeramente durante la polimerización del mismo. Se presume que, en virtud de tal formación de espuma uniforme del prepolímero fundido, se hace que un policarbonato aromático presente no sólo propiedades mecánicas mejoradas sino asimismo un peso molecular deseado.

Además, el procedimiento de la presente invención posee la ventaja sorprendentemente de que el policarbonato aromático obtenido posee una distribución de peso molecular más estrecha cuando se compara con los procedimientos convencionales en los que la absorción del gas inerte no se lleva a cabo con respecto al prepolímero fundido y en los que el gas inerte se alimenta sólo al dispositivo polimerizador. La razón para esto no se ha aclarado todavía. Sin embargo, se considera que, ya que se pueden conseguir las propiedades mecánicas excelentes del policarbonato aromático mediante el procedimiento de la presente invención, una formación de espuma uniforme del prepolímero fundido en el dispositivo polimerizador, que se consigue por la dispersión y/o disolución uniforme del gas inerte en el prepolímero fundido, se efectúa para proporcionar la distribución estrecha del peso molecular con respecto al policarbonato aromático obtenido.

En el procedimiento de la presente invención, la temperatura de reacción utilizada para la reacción de producción del prepolímero de policarbonato aromático fundido a partir del compuesto dihidroxi aromático y el carbonato de diarilo o el policarbonato aromático está generalmente en el intervalo de 50 a 350ºC, preferentemente de 100º 300ºC.

En la presente invención, el prepolímero de policarbonato aromático fundido se puede producir mediante un procedimiento en el que el compuesto dihidroxi aromático mencionado anteriormente y el carbonato de diarilo mencionado anteriormente se someten a la polimerización de condensación mediante transesterificación en estado fundido mientras se calienta en presencia o en ausencia de un catalizador.

No existe limitación particular con respecto al tipo de dispositivo utilizado para la producción del prepolímero fundido y el tipo de dispositivo polimerizador utilizado en la etapa (b) para la polimerización del prepolímero. Ejemplos de dispositivos utilizados para la producción del prepolímero fundido y de dispositivos polimerizadores utilizados en la etapa (b) incluyen un recipiente de reactor del tipo de agitación, un reactor de tipo de película húmeda, un reactor de tipo de evaporación de película húmeda centrífugo, un reactor de amasar de doble tornillo de tipo de superficie renovada, un reactor de tipo de agitación horizontal de doble tornillo, un reactor de caída de pared húmeda, un dispositivo polimerizador de caída libre que posee una placa perforada (placa de distribución), y un dispositivo polimerizador diseñado para llevar a cabo una polimerización dejando que caiga un prepolímero a lo largo y en contacto con la superficie de una guía (a continuación, frecuentemente denominado como "dispositivo polimerizador de caída de guía húmeda"). Estos tipos de reactores diversos se pueden utilizar individualmente o en combinación.

Como uno de los modos preferentes para poner en práctica el procedimiento de la presente invención, se puede mencionar un modo en el que el prepolímero fundido se prepara mediante la polimerización del compuesto dihidroxi aromático con el carbonato de diarilo mediante la utilización del recipiente de reactor de tipo de agitación vertical, y la polimerización del prepolímero fundido se lleva a cabo mediante la utilización de una reactor de amasar de doble tornillo de tipo de superficie renovada, un reactor de tipo de agitación horizontal de doble tornillo, un reactor de caída de pared húmeda, un dispositivo polimerizador de caída libre que posee una placa perforada, o un dispositivo polimerizador diseñado para llevar a cabo una polimerización que deja que un prepolímero caiga a lo largo y en contacto con la superficie de una guía (dispositivo polimerizador de caída con guía húmeda). En la etapa (b) para la polimerización del prepolímero, se prefiere especialmente llevar a cabo la polimerización mediante la utilización del dispositivo polimerizador de caída con guía húmeda (con respecto a la polimerización utilizando este dispositivo polimerizador, se puede hacer referencia a, por ejemplo, la patente U.S.A. nº 5.589.564). Se ha encontrado que, cuando la etapa (b) para la polimerización de un prepolímero fundido que posee un gas inerte absorbido en el mismo se lleva a cabo utilizando el dispositivo polimerizador de caída de guía húmeda, se forma constantemente espuma vigorosa del prepolímero fundido durante la caída del mismo en el dispositivo polimerizador, de forma que la superficie del prepolímero fundido se renueva efectivamente de manera eficaz. Por esta razón, en el procedimiento de la presente invención, se prefiere mayormente llevar a cabo la etapa (b) para la polimerización de prepolímero mediante la utilización del dispositivo polimerizador de caída de guía húmeda, en el que el prepolímero fundido que cae a lo largo y en contacto con la superficie de la guía mantiene un estado de espuma en toda la etapa (b) durante la polimerización del prepolímero. La descripción anterior que dice "prepolímero fundido cayendo a lo largo y en contacto con la superficie de la guía mantiene un estado de espuma en toda la etapa (b) para la polimerización del prepolímero" significa que se forma espuma continuamente con respecto a la totalidad del prepolímero fundido que cae a lo largo y en contacto con la guía desde la porción superior de la guía a través de la porción inferior de la guía. Con respecto al estado de espuma del prepolímero fundido en el dispositivo polimerizador, el estado de espuma se puede, por ejemplo, observar a través de una ventana de cristal proporcionada en el dispositivo polimerizador.

En general, cuando la etapa (b) para la polimerización del prepolímero se lleva a cabo utilizando el dispositivo polimerizador de caída de guía húmeda, se deja pasar hacia abajo el prepolímero fundido a través de una placa perforada proporcionada en el dispositivo polimerizador y cae a lo largo y en contacto con la guía. La superficie de la placa perforada se selecciona generalmente entre una superficie lisa, una superficie ondulada, y una superficie que es gruesa en la porción central de la misma. La forma de la placa perforada se selecciona generalmente entre un círculo, una elipse, un triángulo, un polígono y similares. La forma de la apertura de los agujeros de la placa perforada se selecciona generalmente entre un círculo, una elipse, un triángulo, una hendidura, un polígono, una estrella y similares. El área de cada agujero de la placa perforada es generalmente de 0,01 a 100 cm^{2}, preferentemente de 0,05 a 10 cm^{2}, más preferentemente de 0,1 a 5 cm^{2}. La distancia entre agujeros adyacentes mutuamente es generalmente de 1 a 500 mm, preferentemente de 25 a 100 mm, según se ha medido entre los centros de los agujeros adyacentes mutuamente. La placa perforada puede tener tubos anexos a la misma, tales que las porciones huecas de los tubos se utilicen como agujeros de la placa perforada. Además, los agujeros de la placa perforada pueden tener una configuración cónica en la que el diámetro del agujero disminuye en la dirección desde la porción superior de la misma a la porción inferior de la misma o en la dirección desde la porción inferior a la misma a la porción superior de la misma.

En la presente especificación, el término "guía" significa un cuerpo que posee un valor grande con respecto a la proporción de la longitud del cuerpo (cuando se mide en la dirección perpendicular a la sección transversal) al perímetro promedio de la sección transversal del cuerpo. No existe limitación particular con respecto a la proporción anterior, pero la proporción es generalmente de 10 a 1.000.000, preferentemente de 50 a 100.000.

No existe limitación particular con respecto a la morfología de la sección transversal de la guía. Generalmente, la morfología de sección transversal de la guía se selecciona de entre un círculo, una elipse, un triángulo, un cuadrángulo, un polígono que posee cinco o más lados, una estrella y similares. La morfología de la sección transversal de la guía puede ser uniforme o puede variar a lo largo de la longitud de la guía. La guía puede ser hueca. La guía puede estar compuesta de una tira única, o compuesta de una serie de tiras, en las que, por ejemplo, las tiras están trenzadas juntas. Además, la guía puede ser una red de cable o una placa perforada. La superficie de la guía puede ser lisa o rugosa o puede tener una porción sobresaliente. No existe limitación particular con respecto al material utilizado para la guía, pero el material se selecciona generalmente entre acero inoxidable, acero de carbón, Hastelloy, níquel, titanio, cromo, otras aleaciones y un polímero que posee una resistencia al calor elevada. Si se desea, la superficie de la guía se puede tratar mediante, por ejemplo, chapado, revestimiento, pasivación o lavado con ácido o fenol.

En el dispositivo polimerizador de caída de cable húmedo utilizado en la presente invención, la guía se proporciona en correspondencia con el agujero de la placa perforada. Con respecto a la relación posicional entre la guía y la placa perforada, y a la relación posicional entre la guía y el agujero de la placa perforada, no existe limitación particular siempre que la alimentación del prepolímero fundido al dispositivo polimerizador pueda pasar hacia abajo a través de la placa perforada y caer a lo largo y en contacto con la guía. La guía y la placa perforada pueden estar o no estar en contacto una con otra.

Ejemplos preferentes de maneras en las que la guía se proporciona en correspondencia con el agujero de la placa perforada incluyen: (1) una manera en la que el extremo superior de la guía está fijo, por ejemplo, a la superficie de la pared interior superior del dispositivo polimerizador, tal que la guía se extiende hacia abajo a través del centro del agujero de la placa perforada; (2) una manera en la que el extremo superior de la guía se fija al extremo circunferencial superior del agujero, tal que la guía se extiende hacia abajo a través del agujero de la placa perforada; y (3) una manera en la que el extremo superior de la guía se fija a la superficie inferior de la placa perforada.

Ejemplos de procedimientos para hacer que el prepolímero fundido pase hacia abajo a través de la placa perforada en el dispositivo polimerizador y caiga a lo largo y en contacto con la guía incluyen un procedimiento en el que el prepolímero se deja caer sólo por gravedad y un procedimiento en el que el prepolímero en la placa perforada se presuriza mediante la utilización de una bomba o similar para forzar de este modo que el prepolímero fundido pase hacia abajo a través de la placa perforada.

Con respecto al número de agujeros de la placa perforada, no existe limitación particular. El número de los agujeros de la placa perforada varía dependiendo de las condiciones de polimerización (tales como una temperatura de polimerización y una presión de polimerización), la cantidad del catalizador utilizado, el intervalo del peso molecular del policarbonato aromático producido y similares. Cuando el policarbonato aromático se produce a 100 kg/h, generalmente se requiere que la placa perforada tenga de 10 a 10^{5} agujeros. Con respecto a la distancia en la que el prepolímero fundido (habiendo pasado a través de los agujeros de la placa perforada) cae a lo largo y en contacto con la superficie de la guía, la distancia es preferentemente de 0,3 a 50 m, más preferentemente de 0,5 a 30 m. La velocidad de flujo del prepolímero fundido que pasa a través de los agujeros de la placa perforada varía dependiendo del peso molecular del prepolímero, pero la velocidad del flujo del prepolímero es generalmente de 10^{-4} a 10^{4} l/h, preferentemente de 10^{-2} a 10^{2} l/h, más preferentemente de 0,05 a 50 l/h, por agujero de la placa perforada. No existe limitación particular con respecto al tiempo para la caída del prepolímero a lo largo y en contacto con la superficie de la guía. Sin embargo, el tiempo es generalmente de 0,01 segundos a 10 horas. El polímero formado permitiendo que caiga el polímero a lo largo y en contacto con la superficie de la guía se puede dejar que caiga directamente a la porción de reserva del dispositivo polimerizador por gravedad, o se puede introducir por la fuerza en la porción de reserva utilizando una bobina. El polímero obtenido se puede eliminar del dispositivo polimerizador como un producto final. Alternativamente, el polímero obtenido se puede reciclar al dispositivo polimerizador de caída de cable húmedo, en el que el polímero se deja caer a lo largo y en contacto con la superficie de la guía otra vez. En este caso, si se desea, es posible prolongar el tiempo de residencia del polímero en la porción de reserva o en la línea de reciclaje del dispositivo polimerizador de forma que el tiempo de reacción para la reacción de policondensación se ajusta apropiadamente. El reciclaje del polímero obtenido al dispositivo polimerizador posee la ventaja siguiente. El área de la superficie de la mezcla del polímero reciclado y el prepolímero fundido, que cae a lo largo y en contacto con la superficie de la guía, es mayor que el área de la superficie del prepolímero fundido que cae a lo largo y en contacto con la superficie de la guía. Por lo tanto, con respecto a la mezcla del polímero reciclado y el prepolímero fundido, que cae a lo largo y en contacto con la superficie de la guía, el área de la superficie renovada por unidad de tiempo es mayor, según se compara con la del caso en que el polímero obtenido no se recicla y sólo el prepolímero fundido se deja caer a lo largo y en contacto con la superficie de la guía. Por lo tanto, mediante el reciclaje del polímero obtenido al dispositivo polimerizador, llega a ser más fácil conseguir un grado deseado de polimerización.

La etapa (b) para la polimerización del prepolímero se puede llevar a cabo de una manera discontinua o de una manera continua. La expresión que la etapa (b) "se lleva a cabo de una manera discontinua" significa que la etapa (b) se lleva a cabo como sigue: una cantidad predeterminada del prepolímero fundido que posee el gas inerte absorbido en el mismo en la etapa (a) para la absorción del gas inerte se alimenta a una zona de polimerización para efectuar la polimerización del prepolímero fundido en la etapa (b); y, después de completar la alimentación de la cantidad predeterminada del prepolímero fundido, se somete el prepolímero fundido a polimerización bajo una presión predeterminada para polimerizar de este modo el prepolímero a un grado predeterminado de polimerización. La expresión que la etapa (b) se "lleva a cabo de una manera continua" significa que la etapa (b) se lleva a cabo como sigue: el prepolímero fundido que posee el gas inerte absorbido en el mismo en la etapa (a) para la absorción del gas inerte se alimenta continuamente a una velocidad de flujo predeterminada a una zona de polimerización que se va a utilizar en la etapa (b) y se somete a polimerización en la zona de polimerización para polimerizar de este modo el prepolímero fundido a un grado de polimerización predeterminado (etapa (b)); y el policarbonato aromático resultante se elimina continuamente de la zona de polimerización.

En la presente invención, la etapa (a) para la absorción del gas inerte se puede llevar a cabo de una manera discontinua o de una manera continua, sin tener en cuenta si la etapa (b) se lleva a cabo de una manera discontinua o de una manera continua. Por lo tanto, como combinaciones de la forma de reacción en la etapa (a) y la forma de reacción en la etapa (b), se pueden mencionar por lo menos las cuatro combinaciones siguientes: una combinación de la etapa (a) llevada a cabo de una manera discontinua y la etapa (b) llevada a cabo de una manera discontinua; una combinación de la etapa (a) llevada a cabo de una manera discontinua y la etapa (b) llevada a cabo de una manera continua; una combinación de la etapa (a) llevada a cabo de una manera continua y la etapa (b) llevada a cabo de una manera discontinua; una combinación de la etapa (a) llevada a cabo de una manera continua y la etapa (b) llevada a cabo de una manera continua. El procedimiento de la presente invención se puede practicar ventajosamente mediante la utilización de cualquiera de las cuatro combinaciones mencionadas anteriormente. Sin embargo, cuando el policarbonato aromático se produce en gran cantidad, se prefiere por lo menos que una de las etapas (a) y (b) se lleve a cabo de una manera continua, y es más preferible que ambas etapas (a) y (b) se lleven a cabo de una manera continua.

En la presente invención, es preferente repetir la secuencia de las etapas (a) y (b) dos veces o más. En este caso, es, por supuesto, posible que la etapa (b) se lleve a cabo más frecuentemente que la etapa (a). Existen diversos modos de repetir la secuencia de las etapas (a) y (b). Como ejemplos de los modos específicos para repetir la secuencia de las etapas (a) y (b) mediante la utilización de una serie de dispositivos de absorción y dispositivos polimerizadores, se puede mencionar un modo en el que las etapas (a) y (b) se repiten en el orden de "etapa (a), etapa (b), etapa (a), etapa (b), etapa (a), etapa (b)...", y un modo en el que las etapas (a) y (b) se repiten en el orden de "etapa (a), etapa (b), etapa (b), etapa (a), etapa (b)...". La repetición de las etapas (b) se lleva a cabo mediante el reciclaje del policarbonato aromático producido en un dispositivo polimerizador único al dispositivo polimerizador, en lugar de utilizar una serie de dispositivos polimerizadores.

La reacción para la producción del prepolímero de policarbonato fundido a partir del compuesto dihidroxi aromático y el carbonato de diarilo se puede llevar a cabo sin utilizar un catalizador. Sin embargo, si se desea, se puede asimismo llevar a cabo la reacción en presencia de un catalizador para el objetivo de incrementar la velocidad de polimerización. Con respecto al catalizador, no existe limitación particular siempre que el catalizador se utilice convencionalmente en la técnica. Ejemplos de catalizadores incluyen: hidróxidos de un metal alcalino y de un metal alcalinotérreo, tal como hidróxido de litio, hidróxido sódico, hidróxido potásico e hidróxido cálcico; sales de metales alcalinos, sales de metales alcalinotérreos y sales de amonio cuaternario de hidruro de boro y de hidruro de aluminio, tales como hidruro de litio y de aluminio, borohidruro sódico y borohidruro de tetrametilamonio; hidruros de un metal alcalino y de un metal alcalinotérreo, tales como hidruro de litio, hidruro sódico e hidruro cálcico; alcóxidos de un metal alcalino y de un metal alcalinotérreo, tales como metóxido de litio, etóxido sódico y metóxido cálcico; arilóxidos de un metal alcalino y de un metal alcalinotérreo, tales como fenóxido de litio, fenóxido sódico, fenóxido de magnesio, LiO-Ar-OLi en el que Ar representa un grupo arilo, y NaO-Ar-ONa en el que Ar es como se ha definido anteriormente; sales de ácidos orgánicos de un metal alcalino y de un metal alcalinotérreo, tales como acetato de litio, acetato cálcico y benzoato sódico; compuestos de zinc, tales como óxido de zinc, acetato de zinc y fenóxido de zinc; compuestos de boro, tales como óxido de boro, ácido bórico, borato sódico, trimetilborato, tributilborato, trifenilborato, boratos de amonio representados por la fórmula: (R^{1}R^{2}R^{3}R^{4})NB(R^{1}R^{2}R^{3}R^{4}) en la que R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4} son como se han definido anteriormente, y los boratos de fosfonio representados por la fórmula: (R^{1}R^{2}R^{3}R^{4})PB(R^{1}R^{2}R^{3}R^{4}) en la que R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4} son como se han definido anteriormente; compuestos de silicio, tales como óxido de silicio, silicato sódico, tetraalquilsilicio, tetraarilsilicio y difeniletiletoxisilicio; compuestos de germanio, tales como óxido de germanio, tetracloruro de germanio, etóxido de germanio y fenóxido de germanio; compuestos de estaño, tales como óxido de estaño, óxido de dialquilestaño, carboxilato de dialquilestaño, acetato de estaño, compuestos de estaño que poseen un grupo alcoxi o un grupo ariloxi unido al estaño, tales como tributóxido de etilestaño y compuestos de organoestaño; compuestos de plomo, tales como óxido de plomo, acetato de plomo, carbonato de plomo, carbonato básico de plomo y alcóxidos y arilóxidos de plomo o de organoplomo; compuestos onio, tales como sal de amonio cuaternario, una sal de fosfonio cuaternario y una sal de arsonio cuaternaria; compuestos de antimonio, tales como óxido de antimonio y acetato de antimonio; compuestos de manganeso, tales como acetato de manganeso, carbonato de manganeso y borato de manganeso; compuestos de titanio, tales como óxido de titanio y alcóxidos de titanio y arilóxido de titanio; y compuestos de zirconio, tales como acetato de zirconio, óxido de zirconio, alcóxido de zirconio, arilóxido de zirconio y acetilacetona de zirconio.

Estos catalizadores se pueden utilizar individualmente o en combinación. La cantidad del catalizador utilizado es generalmente de 10^{-8} a 1% en peso, preferentemente de 10^{-7} a 10^{-1} % en peso, basado en el peso del compuesto dihidroxi aromático.

En la presente invención, no existe limitación particular con respecto al material utilizado para el dispositivo de absorción de gas inerte, el dispositivo polimerizador y la tubería. El material se selecciona generalmente entre acero inoxidable, acero de carbón, Hastelloy, níquel, titanio, cromo, otras aleaciones, y un polímero que posee una resistencia al calor elevada. Si se desea, la superficie del material se puede tratar con, por ejemplo, chapado, revestimiento, pasivación o lavado con un ácido o fenol. Se prefieren especialmente acero inoxidable, níquel, revestimiento de vidrio y similares.

El peso molecular promedio en número del policarbonato aromático producido mediante el procedimiento de la presente invención está generalmente en el intervalo de 1.500 a 100.000, preferentemente de 3.000 a 30.000.

Se prefiere que el policarbonato aromático producido por el procedimiento de la presente invención posea unidades recurrentes, cada una de las cuales es representada independientemente por la fórmula siguiente:

7

en la que Ar es como se ha definido anteriormente.

Se prefiere especialmente que el policarbonato aromático posea una unidad recurrente representada por la fórmula siguiente en una cantidad de 85% en mol o más, basada en el peso total de las unidades recurrentes del policarbonato aromático:

8

En general, el policarbonato aromático producido mediante el procedimiento de la presente invención contiene, como grupo terminal, un grupo hidroxilo o un grupo carbonato de arilo representado por la fórmula siguiente:

----O

\melm{}{C}{\uelm{\dpara}{O}}

OAr^{5}

en la que Ar^{5} es el mismo que Ar^{3} o Ar^{4} definidos anteriormente.

Se prefiere especialmente que el policarbonato aromático posea los grupos carbonato de arilo terminales, en los que el 85% o más de los grupos carbonato de arilo terminales son grupos carbonato de fenilo.

Cuando el policarbonato aromático contiene, como grupos terminales, a la vez un grupo hidroxilo y un grupo carbonato de arilo, no existe limitación particular con respecto a la proporción molar del grupo hidroxilo en el policarbonato aromático al grupo carbonato de arilo en el policarbonato aromático. Sin embargo, la proporción es generalmente de 95/5 a 5/95, preferentemente de 90/10 a 10/90, más preferentemente de 80/20 a 20/80.

El policarbonato aromático producido por el procedimiento de la presente invención puede tener una estructura ramificada, en la que una cadena lateral está unida a una unidad hetero presente en la cadena principal a través de una unión de éster o una unión de éter. La cantidad de unidades hetero en el policarbonato aromático es generalmente 3% en mol o menos, basado en el mol de unión de carbonato en el policarbonato aromático (ver, por ejemplo, documento WO97/32916).

En la presente invención, se prefiere especialmente que el policarbonato aromático sea uno que no contenga sustancialmente átomo de halógeno, que pueda producirse a partir de un compuesto dihidroxi aromático y un carbonato de diarilo, cada uno que no contenga sustancialmente átomo de halógeno.

Mejor modo de llevar a cabo la invención

A continuación, la presente invención se describirá en más detalle con referencia a los Ejemplos y Ejemplos Comparativos siguientes, que no se deberían interpretar como limitativos del alcance de la presente invención.

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En los Ejemplos y Ejemplos Comparativos siguientes, se midieron diversas propiedades y se evaluaron los procedimientos siguientes.

Peso molecular promedio en número (Mn) de un policarbonato aromático:

El peso molecular promedio en número (Mn) de un policarbonato aromático se mide mediante cromatografía de permeación de gel (GPC) (disolvente: tetrahidrofurano), utilizando la curva de calibración estándar de conversión de peso molecular obtenida con respecto a las muestras de poliestireno monodisperso estándar, en las que la curva de calibración de conversión de peso molecular se representa por la fórmula siguiente:

M_{pc} = 0,3591M_{ps}{}^{1,0388}

en la que M_{pc} representa el peso molecular del policarbonato aromático y M_{ps} representa el peso molecular del poliestireno estándar.

Color de un policarbonato aromático

Utilizando una máquina de moldeo por inyección, se somete un policarbonato aromático a un moldeo continuo a una temperatura de cilindro de 290ºC y a una temperatura de moldeo de 90ºC para obtener de este modo muestras de prueba, cada una de las cuales posee una longitud de 50 mm, una anchura de 50 mm y un espesor de 3,2 mm. El color del policarbonato aromático se evalúa con respecto al obtenido en las muestras de prueba según el procedimiento CIELAB (Commission Internationale de l'Eclairage 1976 L*a*b* Diagram), y el amarilleamiento de las muestras de prueba se expresa en términos de valor b*.

Alargamiento a la tracción de un policarbonato aromático

Utilizando una máquina de moldeo por inyección, se somete un policarbonato aromático a moldeo a una temperatura de cilindro de 290ºC y a una temperatura de molde de 90ºC para obtener de este modo una muestra de prueba que posee un espesor de 3,2 mm. El alargamiento a la tracción (%) de la muestra de prueba obtenida se mide según la norma ASTM D638.

Ejemplo 1

Se produjo un policarbonato aromático utilizando un sistema de producción que se muestra en la figura 1, que comprende un dispositivo de absorción de gas inerte (1) y un dispositivo polimerizador (10) que posee de este modo una serie de guías en forma de columna (13).

El dispositivo de absorción de gas inerte (1) posee siete guías en forma de columna (4) compuestas de acero inoxidable SUS316, cada una de las cuales posee un diámetro de 2 mm y una longitud de 3 m. El dispositivo de absorción de gas inerte (1) posee en su interior una entrada (2) para un prepolímero, en la que se alimenta un prepolímero de policarbonato aromático fundido a un dispositivo de absorción de gas inerte (1) y se distribuye uniformemente a las guías (4) a través de la placa de distribución (3). El dispositivo de absorción de gas inerte (1) posee asimismo un puerto de introducción (5) para un gas inerte en una porción inferior del mismo y una válvula (6) en una porción superior del mismo. Además, el dispositivo de absorción de gas inerte (1) posee una camisa externa, y se calienta externamente un dispositivo de absorción de gas inerte (1) haciendo pasar un medio calentador a través de la camisa.

El polimerizador (10) posee en su interior 70 guías en forma de columna (13) compuestas de acero inoxidable SUS316, cada una de las cuales tiene un diámetro de 2,5 mm y una longitud de 8 m. El polimerizador (10) posee una entrada (11), en la que se alimenta un prepolímero fundido a un dispositivo polimerizador (10) y se distribuye uniformemente a las guías (13) a través de la placa de distribución (12). El polimerizador (10) posee asimismo un puerto de introducción (14) para un gas inerte en una porción inferior del mismo, y una válvula de vacío (15) en una porción superior del mismo. Además, el dispositivo polimerizador (10) posee una camisa externa, y el interior del dispositivo polimerizador (10) se calienta haciendo pasar un medio calentador a través de la camisa. Además, el dispositivo polimerizador (10) está provisto de una ventana de cristal (20) para observar el interior del dispositivo polimerizador (10).

El prepolímero de policarbonato aromático fundido alimentado a un dispositivo de absorción de gas inerte (1) se produjo de la manera siguiente. Se fundieron y mezclaron juntos a 180ºC bisfenol A y carbonato de difenilo (proporción molar de carbonato de difenilo a bisfenol A: 1,05) para obtener de este modo una mezcla fundida. La mezcla fundida obtenida se cargó en un primer recipiente de agitación vertical, y se llevó a cabo una reacción de polimerización a 230ºC bajo una presión de 13.300 Pa durante 1 h (tiempo de residencia) para obtener de este modo una mezcla de reacción. La mezcla de reacción obtenida se cargó en un segundo recipiente de agitación vertical, y se llevó a cabo una reacción de polimerización a 270ºC bajo una presión de 140 Pa durante 1 h (tiempo de residencia) para obtener de este modo un prepolímero de policarbonato aromático fundido. El peso molecular promedio en número (M_{1}) del prepolímero de policarbonato aromático fundido obtenido fue 4.430.

En la operación, el prepolímero de policarbonato aromático fundido obtenido de este modo se alimentó continuamente a un dispositivo de absorción de gas inerte (1) a través de una entrada (2) a una velocidad de flujo de 50 kg/h haciendo fluir el prepolímero de policarbonato aromático fundido a través de una tubería en la dirección que se indica por una flecha en la figura 1.

La temperatura en el dispositivo de absorción de gas inerte (1) fue 270ºC y la presión en el dispositivo de absorción de gas inerte (1) fue 200.000 Pa.

El gas nitrógeno se alimentó al dispositivo de absorción de gas inerte (1) a través del puerto de introducción (5) para un gas inerte de manera de mantener la presión en el dispositivo de absorción de gas inerte (1) a 200.000 Pa bajo condiciones en las que la válvula (6) se cierra. La cantidad de gas nitrógeno alimentado al dispositivo de absorción de gas inerte (1) fue 2,0 N litros (N\ell)/h. La cantidad de gas inerte absorbida en el prepolímero fundido fue 0,04 N\ell por kg del prepolímero fundido. El valor de la fórmula: 4 x 10^{12} x M_{1} ^{-2,6871} fue 637, esto es, se satisfizo la fórmula mencionada anteriormente (1).

Durante la operación del sistema de la figura 1, se descargó a través de la salida (8) el prepolímero fundido que posee el gas nitrógeno absorbido en el mismo por medio de una bomba de descarga (9) de forma que la cantidad de prepolímero fundido (7) en el fondo del dispositivo de absorción de gas inerte (1) se mantuvo constante a un nivel predeterminado.

El prepolímero fundido descargado del dispositivo de absorción de gas inerte (1) se alimentó continuamente a un dispositivo polimerizador (10) a través de la entrada (11) y se distribuyó a la vez a través de la placa de distribución (12) y se dejó caer a lo largo y en contacto con las guías (13) para llevar a cabo de este modo una reacción de polimerización del prepolímero fundido.

Durante la reacción de polimerización, el policarbonato aromático producido se descargó a través de la salida (19) por medio de la bomba de descarga (18) de forma que la cantidad del policarbonato aromático (16) en el fondo del dispositivo polimerizador (10) se mantuvo constantemente a un nivel predeterminado. El peso molecular promedio en número (M_{2}) del prepolímero fundido transferido desde el dispositivo de absorción de gas inerte (1) al dispositivo polimerizador (10) en un punto en el tiempo de 50 horas después del inicio de la operación fue 4.450. El valor de la fórmula: M_{2} -M_{1} fue 20, y el valor de la fórmula: -0,056 x M_{2} + 290 fue 41. La reacción de polimerización en el dispositivo polimerizador (10) se llevó a cabo a 270ºC bajo una presión de 90 Pa. En consecuencia, se satisfizo la fórmula mencionada anteriormente (2). No se alimentó gas inerte en el dispositivo polimerizador (10) a través del puerto de introducción (14) para un gas inerte.

A través la ventana de cristal (20), se observó que el prepolímero fundido que caía a lo largo y en contacto con las guías en forma de columna (13) estaba en un estado de espuma, por medio de lo cual la superficie del prepolímero fundido se renovó eficazmente. Se observó asimismo que la espuma que se formaba continuamente con respecto al conjunto del prepolímero fundido caía a lo largo y en contacto con las guías (13) desde las porciones superiores de la guía (13) a través de las porciones inferiores de la guía (13).

El peso molecular promedio en número del producto de policarbonato aromático descargado a través de la salida (19) en un punto en el tiempo de 50 horas después del inicio de la operación fue 11.500, y el producto de policarbonato aromático tuvo un color excelente (b*-valor: 3,3) y un alargamiento a la tracción tan elevado como 98%.

Los productos de policarbonato aromático, que se descargaron a través de la salida (19) en los puntos en el tiempo de 60,70,80,90,100,1.000, 2.000 y 3.000 horas después del inicio de la operación, tuvieron pesos moleculares promedio en número estables de 11.500, 11.550, 11.500, 11.550, 11.500, 11.500, 11.550 y 11.500, respectivamente.

Los resultados se muestran en la Tabla 1, junto con las condiciones utilizadas para la operación.

Ejemplos 2 a 5

Se produjo un policarbonato aromático sustancialmente de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que se cambió la presión en el dispositivo de absorción de gas inerte (1).

Los resultados se muestran en la Tabla 1, junto con las condiciones utilizadas en la operación.

Ejemplos 6 a 9

Se produjo un policarbonato aromático sustancialmente de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que se cambió la presión de polimerización.

Ejemplo 10

Se produjo un policarbonato aromático sustancialmente de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que la producción del prepolímero de policarbonato aromático fundido alimentado a un dispositivo de absorción de gas inerte (1) se llevó a cabo de la manera siguiente. Se fundieron y se mezclaron juntos a 180ºC bisfenol A y carbonato de difenilo (proporción molar de carbonato de difenilo a bisfenol A: 1,05) para obtener de este modo una mezcla fundida. La mezcla fundida obtenida se cargó en un primer recipiente de agitación vertical, y se llevó a cabo una reacción de polimerización a 230ºC bajo una presión de 13.300 Pa durante 1 h (tiempo de residencia) para obtener de este modo una mezcla de reacción. La mezcla de reacción obtenida se cargó en un segundo recipiente de agitación vertical, y se llevó a cabo una reacción de polimerización a 265ºC bajo una presión de 1.400 Pa durante 1 h (tiempo de residencia) para obtener de este modo un prepolímero de policarbonato aromático fundido.

Los productos de policarbonato aromáticos, que se descargaron a través de la salida (19) en los tiempos de 50, 60, 70, 80, 90 y 100 horas después del inicio de la operación, poseían pesos moleculares promedio en número estables de 9.000, 9.000, 9.050, 9.000, 9.050 y 9.000, respectivamente.

Ejemplos 11 a 13

En los Ejemplos 11 a 13, se produjeron policarbonatos aromáticos sustancialmente de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que se cambiaron la temperatura en el dispositivo de absorción de gas inerte (1) y la temperatura de polimerización en el dispositivo polimerizador (10), y/o el nitrógeno gas se alimentó asimismo al dispositivo polimerizador (10).

En el Ejemplo 11, los productos de policarbonatos aromáticos, que se descargaron a través de la salida (19) en los puntos de tiempo de 50, 60, 70, 80, 90 y 100 horas después del inicio de la operación poseían pesos moleculares promedio en número estables de 11.600, 11.600, 11.550, 11.600, 11.600 y 11.550, respectivamente.

Ejemplos comparativos 1 a 3

En los Ejemplos Comparativos 1, 2 y 3, se produjeron los policarbonatos aromáticos sustancialmente de la misma manera que en el Ejemplo 1, 10 y 11, respectivamente, excepto que el prepolímero de policarbonato aromático fundido no se hizo pasar a través del dispositivo de absorción de gas inerte (1) sino que se alimentó directamente al dispositivo polimerizador (10).

Mediante comparación de los Ejemplos Comparativos 1, 2 y 3, respectivamente, con los Ejemplos 1, 10 y 11 con respecto a la diferencia entre el peso molecular promedio en número del prepolímero fundido alimentado a un dispositivo polimerizador (10) y el producto de policarbonato aromático descargado a través de la salida (19), se hace evidente que las velocidades de polimerización conseguidas en los Ejemplos Comparativos 1, 2 y 3 son inferiores a las de los Ejemplos 1, 10 y 11, respectivamente.

En el Ejemplo Comparativo 3, los productos de policarbonatos aromáticos, que se descargaron a través de la salida (19) en los puntos de tiempo de 50, 60, 70, 80, 90 y 100 horas después del inicio de la operación, poseían pesos moleculares promedio en número no estables de 7.600, 7.400, 7.450, 7.500, 7.650, y 7.400, respectivamente.

Ejemplo comparativo 4

Se produjo un policarbonato aromático sustancialmente de la misma manera que en el Ejemplo Comparativo 3, excepto que se cambió la cantidad de nitrógeno gas alimentado al dispositivo polimerizador 10 a 200 N\ell/h. Esta cantidad de gas nitrógeno alimentado corresponde a 4 N\ell por kg de prepolímero fundido.

Los productos de policarbonatos aromáticos, que se descargaron a través de la salida (19) en los puntos de tiempo de 50, 60, 70, 80, 90 y 100 horas después del inicio de la operación, poseían pesos moleculares promedio en número no estables de 7.900, 7.700, 8.050, 7.700,7.900 y 8.000, respectivamente.

Ejemplo 14

Se produjo un policarbonato aromático sustancialmente de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que, en lugar de gas nitrógeno, se alimentó gas argón en el dispositivo de absorción de gas inerte (1).

El peso molecular promedio en número (M_{1}) del prepolímero fundido alimentado al dispositivo de absorción de gas inerte (1) fue 4.430. El peso molecular promedio en número (M_{2}) del prepolímero fundido transferido desde el dispositivo de absorción de gas inerte (1) al dispositivo polimerizador (10) en un punto en el tiempo de 50 horas después del inicio de la operación fue 4.450.

El peso molecular promedio en número del producto de policarbonato aromático descargado a través de la salida (19) en un punto de tiempo de 50 horas después del inicio de la operación fue 11.500, y el producto de policarbonato aromático tuvo un color excelente (valor b*: 3,3) y un alargamiento a la tracción tan elevado como 98%.

Ejemplo 15

Se produjo un policarbonato aromático sustancialmente de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que en lugar de gas nitrógeno, se alimentó gas dióxido de carbono en el dispositivo de absorción de gas inerte (1).

El peso molecular promedio en número del producto de policarbonato aromático descargado a través de la salida (19) en un punto en el tiempo de 50 horas después del inicio de la operación fue 11.500, y el producto de policarbonato aromático tuvo un color excelente (valor b*:3,3) y un alargamiento a la tracción tan elevado como 98%.

Ejemplo 16

Se produjo un policarbonato aromático sustancialmente de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que el gas nitrógeno se alimentó en un dispositivo de absorción de gas inerte (1) a través del puerto de introducción (5) para un gas inerte en una cantidad de 20 N\ell/h, mientras se mantenía la presión en el dispositivo de absorción de gas inerte (1) a 200.000 Pa mediante la utilización de una válvula (6).

El peso molecular promedio en número (M_{1}) del prepolímero fundido alimentado al dispositivo de absorción de gas inerte (1) fue 4.430. El peso molecular promedio en número (M_{2}) del prepolímero fundido transferido desde el dispositivo de absorción de gas inerte (1) al dispositivo polimerizador (10) en un punto en el tiempo de 50 horas después del inicio de la operación fue 4.520.

El peso molecular promedio en número del producto de policarbonato aromático descargado a través de la salida (19) en un punto en el tiempo de 50 horas después del inicio de la operación fue 11.300, y el producto de policarbonato aromático tuvo un color excelente (valor b*:3,3) y un alargamiento a la tracción tan elevado como 98%.

Ejemplo 17

Se produjo un policarbonato aromático sustancialmente de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que se cambió la presión en el dispositivo de absorción de gas inerte (1) a 900 Pa.

El peso molecular promedio en número (M_{1}) del prepolímero fundido alimentado al dispositivo de absorción de gas inerte (1) fue 4.430. El peso molecular promedio en número (M_{2}) del prepolímero fundido transferido desde el dispositivo de absorción de gas inerte (1) al dispositivo polimerizador (10) en un punto en el tiempo de 50 horas después del inicio de la operación fue 4.730. El valor de la fórmula: M_{2}-M_{1} fue 300.

El peso molecular promedio en número del producto de policarbonato aromático descargado a través de la salida (19) en un punto en el tiempo de 50 horas después del inicio de la operación fue 11.000, y el producto de policarbonato aromático tuvo un color excelente (valor b*:3,3) y un alargamiento a la tracción tan elevado como 97%.

Durante la operación, a través la ventana de cristal (20), se observó que el prepolímero fundido se mantuvo en un estado de espuma.

Ejemplo 18

Se produjo un policarbonato aromático sustancialmente de la misma manera que en el Ejemplo 16, excepto que se cambió la presión en el dispositivo de absorción de gas inerte (1) a 700 Pa.

El peso molecular promedio en número (M_{1}) del prepolímero fundido alimentado al dispositivo de absorción de gas inerte (1) fue 4.430. El peso molecular promedio en número (M_{2}) del prepolímero fundido transferido desde el dispositivo de absorción de gas inerte (1) al dispositivo polimerizador (10) en un punto en el tiempo de 50 horas después del inicio de la operación fue 4.840. El valor de la fórmula: M_{2}-M_{1} fue 410.

El peso molecular promedio en número del producto de policarbonato aromático descargado a través de la salida (19) en un punto en el tiempo de 50 horas después del inicio de la operación fue 10.700, y el producto de policarbonato aromático tuvo un color excelente (valor b*:3,3) y un alargamiento a la tracción tan elevado como 95%.

Ejemplo 19

Se produjo un policarbonato aromático sustancialmente de la misma manera que en el Ejemplo 16, excepto que se cambió la presión en el dispositivo de absorción de gas inerte (1) a 550 Pa.

El peso molecular promedio en número (M_{1}) del prepolímero fundido alimentado al dispositivo de absorción de gas inerte (1) fue 4.430. El peso molecular promedio en número (M_{2}) del prepolímero fundido transferido desde el dispositivo de absorción de gas inerte (1) al dispositivo polimerizador (10) en un punto en el tiempo de 50 horas después del inicio de la operación fue 4.980. El valor de la fórmula: M_{2}-M_{1} fue 550.

El peso molecular promedio en número del producto de policarbonato aromático descargado a través de la salida (19) en un punto en el tiempo de 50 horas después del inicio de la operación fue 9.900, y el producto de policarbonato aromático tuvo un color excelente (valor b*:3,3) y un alargamiento a la tracción tan elevado como 92%.

Durante la operación, a través de la ventana de cristal (20), se observó que el prepolímero fundido se mantuvo en un estado de espuma.

Ejemplo 20

Se produjo un policarbonato aromático sustancialmente de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que la polimerización de un prepolímero fundido aromático que había hecho que absorbiese el gas nitrógeno mediante la utilización de un dispositivo de absorción de gas inerte se sometió a polimerización utilizando un recipiente polimerizador de tipo de agitación horizontal en lugar de un dispositivo polimerizador (10), en el que el recipiente polimerizador posee una capacidad de 1,5 m^{3} y una longitud de 4 m y posee en el mismo dos agitadores, cada uno de los cuales posee un diámetro de revolución de 0,4 m. La cantidad de prepolímero fundido alimentado al recipiente polimerizador, la temperatura de polimerización y la presión de polimerización son las mismas que en el Ejemplo 1. La velocidad de revolución de cada uno de los dos agitadores fue 15 rpm.

El peso molecular promedio en número del producto de policarbonato aromático descargado a través de la salida (19) en un punto en el tiempo de 50 horas después del inicio de la operación fue 10.500, y el producto de policarbonato aromático tuvo un color excelente (valor b*:3,6) y un alargamiento a la tracción tan elevado como 94%.

Ejemplo comparativo 5

Se produjo un policarbonato aromático sustancialmente de la misma manera que en el Ejemplo 20, excepto que el prepolímero de policarbonato aromático fundido no se hizo pasar a través del dispositivo de absorción de gas inerte sino que se alimentó directamente en el recipiente polimerizador de tipo de agitación horizontal.

El peso molecular promedio en número del producto de policarbonato aromático descargado a través de la salida (19) en un punto en el tiempo de 50 horas después del inicio de la operación fue 8.900, y el producto de policarbonato aromático tuvo un color excelente (valor b*:3,9) y un alargamiento a la tracción tan elevado como 89%.

Ejemplo 21

Se produjo un policarbonato aromático sustancialmente de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que se utilizó un dispositivo de absorción de gas inerte que no tenía en sí mismo guías en forma de columna.

El peso molecular promedio en número (M_{1}) del prepolímero fundido alimentado al dispositivo de absorción de gas inerte (1) fue 4.430. El peso molecular promedio en número (M_{2}) del prepolímero fundido transferido desde el dispositivo de absorción de gas inerte (1) al dispositivo polimerizador (10) en un punto en el tiempo de 50 horas después del inicio de la operación fue 4.430.

El peso molecular promedio en número del producto de policarbonato aromático descargado a través de la salida (19) en un punto en el tiempo de 50 horas después del inicio de la operación fue 11.400, y el producto de policarbonato aromático tuvo un color excelente (valor b*:3,3) y un alargamiento a la tracción tan elevado como 98%.

Ejemplo 22

Se produjo un policarbonato aromático sustancialmente de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que, como guías para el dispositivo polimerizador (10), se utilizaron ocho (8) piezas de malla de cable (diámetro del cable: 2 mm) compuestas de acero inoxidable SUS316, cada una poseyendo una anchura de 100 mm y una longitud de 8 m.

El peso molecular promedio en número del producto de policarbonato aromático descargado a través de la salida (19) en un punto en el tiempo de 50 horas después del inicio de la operación fue 11.800, y el producto de policarbonato aromático tuvo un color excelente (valor b*:3,3) y un alargamiento a la tracción tan elevado como 97%.

Ejemplo 23

Se produjo un policarbonato aromático sustancialmente de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que, en la producción del prepolímero de policarbonato aromático fundido se utilizó 1,1-bis-(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano en lugar de bisfenol A.

El peso molecular promedio en número (M_{1}) del prepolímero fundido alimentado al dispositivo de absorción de gas inerte (1) fue 4.410. El peso molecular promedio en número (M_{2}) del prepolímero fundido transferido desde el dispositivo de absorción de gas inerte (1) al dispositivo polimerizador (10) en un punto en el tiempo de 50 horas después del inicio de la operación fue 4.430.

El peso molecular promedio en número del producto de policarbonato aromático descargado a través de la salida (19) en un punto en el tiempo de 50 horas después del inicio de la operación fue 11.100, y el producto de policarbonato aromático tuvo un color excelente (valor b*:3,3) y un alargamiento a la tracción tan elevado como 94%.

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(Tabla pasa a página siguiente)

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Aplicación industrial

Según el procedimiento de la presente invención, es posible producir un policarbonato aromático de elevada calidad, que no sólo es incoloro, sino que asimismo posee propiedades mecánicas excelentes, a una velocidad de polimerización elevada sin utilizar una gran cantidad de gas inerte. Además, según el procedimiento de la presente invención, incluso si la producción de un policarbonato aromático se lleva a cabo de una manera continua, el peso molecular del policarbonato aromático producido se puede mantener a un nivel deseado, de forma que el policarbonato de elevada calidad mencionado anteriormente puede ser producido de forma estable durante un período de tiempo prolongado. Por lo tanto, el procedimiento de la presente invención es comercialmente muy ventajoso.

Claims

1. Procedimiento para producir un policarbonato aromático a partir de un compuesto dihidroxi aromático y un carbonato de diarilo, que comprende las etapas de:

(a) tratar un prepolímero de policarbonato aromático fundido, obtenido mediante la reacción de un compuesto dihidroxi aromático con un carbonato de diarilo, con un gas inerte bajo una presión predeterminada P_{g} que, de este modo, hace que dicho prepolímero fundido absorba dicho gas inerte, y

(b) someter el prepolímero fundido resultante que posee dicho gas inerte absorbido en el mismo a polimerización, bajo una presión P_{p} inferior que dicha presión predeterminada P_{g} utilizada en dicha etapa (a) para la absorción del gas inerte, para polimerizar de este modo dicho prepolímero a un grado de polimerización predeterminado.

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que se produce un cambio en el peso molecular de dicho prepolímero fundido durante dicha etapa (a) para la absorción de gas inerte, en el que dicho cambio en el peso molecular se representa por la fórmula siguiente:

(M_{2}-M_{1}) \leq 500

en la que M_{1} y M_{2} representan, respectivamente, los pesos moleculares promedio en número de dicho prepolímero fundido antes y después de dicha etapa (a) para la absorción del gas inerte.

3. Procedimiento, según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicha presión P_{g} utilizada en dicha etapa (a) para la absorción de gas inerte satisface la desigualdad siguiente (1):

(1) P_{g} > 4 \ x \ 10^{12} \ x \ M_{1}{}^{-2,6871}

en la que P_{g} representa la presión (unidad: Pa) utilizada en dicha etapa (a) y M_{1} representa el peso molecular promedio en número de dicho prepolímero fundido antes de dicha etapa (a).

4. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que:

cuando M_{2} es menor que 5,178, la presión P_{p} utilizada en dicha etapa (b) para la polimerización del prepolímero satisface la desigualdad siguiente (2):

(2)P_{g} > P_{p} > -0,056 \ x \ M_{2} \ + \ 290

en la que P_{g} y P_{p} representan, respectivamente, las presiones (unidad: Pa) utilizadas en dicha etapa (a) para la absorción de gas inerte y en dicha etapa (b) para la polimerización del prepolímero, y M_{2} representa el peso molecular promedio en número de dicho prepolímero fundido después de dicha etapa (a) para la absorción de gas inerte, y

cuando M_{2} es 5,178 o más, la presión P_{p} utilizada en dicha etapa (b) para la polimerización del prepolímero satisface la desigualdad siguiente (3):

(3)P_{g} > P_{p}> 0

en la que P_{g} y P_{p} son como se han definido para dicha desigualdad (2).

5. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha etapa (b) para la polimerización del prepolímero se lleva a cabo mediante un procedimiento de polimerización de caída de guía húmeda en la que dicho prepolímero fundido se deja caer a lo largo y en contacto con la superficie de una guía de forma que la polimerización de dicho prepolímero fundido se efectúa durante la caída del mismo.

6. Procedimiento, según la reivindicación 5, en el que dicho prepolímero fundido que cae a lo largo y en contacto con la superficie de dicha guía mantiene un estado de espuma en toda dicha etapa (b) para la polimerización del prepolímero.

7. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho prepolímero fundido que posee dicho gas inerte absorbido en el mismo se alimenta continuamente a una zona de polimerización para efectuar la polimerización de dicho prepolímero fundido en dicha etapa (b) y el policarbonato aromático producido resultante en dicha etapa (b) se elimina continuamente de dicha zona de polimerización, para que dicha etapa (b) de polimerización del prepolímero se lleve a cabo continuamente.

8. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicho gas inerte es nitrógeno.

9. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que, en dicha etapa (a) para la absorción de gas inerte, se absorbe en dicho prepolímero fundido dicho gas inerte en una cantidad de 0,0001 a 1 N litro por kg de dicho prepolímero fundido, en el que N litro significa el volumen en términos de litro o litros medidos bajo condiciones de presión y temperaturas normales.

10. Sistema para la producción de un policarbonato aromático, que comprende:

(A) dispositivo para la absorción de gas inerte que hace que un prepolímero de policarbonato aromático fundido, obtenido por reacción de un compuesto dihidroxi aromático con un carbonato de diarilo, absorba un gas inerte bajo una presión predeterminada P_{g} para obtener de este modo un prepolímero fundido que posee dicho gas inerte absorbido en su interior.

(B) dispositivo polimerizador para polimerizar dicho prepolímero fundido absorbido de gas inerte bajo una presión P_{p} inferior a dicha presión predeterminada P_{g} utilizada para obtener dicho prepolímero fundido absorbido en gas inerte, y

(C) una tubería para transferir dicho prepolímero fundido absorbido de gas inerte a partir de dicho dispositivo de absorción (A) a dicho dispositivo polimerizador (B), estando provista dicha tubería (C) con medios para controlar la velocidad de flujo de dicho prepolímero fundido absorbido de gas inerte que pasa a través del mismo,

estando dispuestos dicho dispositivo de absorción (A) y dicho dispositivo polimerizador (B) en este orden y conectados uno a otro a través de dicha tubería (C),

comprendiendo dicho dispositivo de absorción (A) un revestimiento de absorción que posee una entrada para dicho prepolímero de policarbonato aromático fundido, un puerto de introducción para dicho gas inerte, una zona de absorción de gas inerte para hacer que dicho prepolímero de policarbonato aromático fundido absorba dicho gas inerte para obtener de este modo dicho prepolímero fundido absorbido de gas inerte, y una salida para dicho prepolímero fundido absorbido de gas inerte,

en el que dicho prepolímero fundido absorbido de gas inerte se adapta para ser eliminado de dicho dispositivo de absorción (A) a través de dicha salida para prepolímero fundido absorbido de gas inerte, y transferido a dicho dispositivo polimerizador (B) a través de dicha tubería (C),

comprendiendo dicho dispositivo polimerizador (B) un revestimiento polimerizador que posee una entrada para dicho prepolímero fundido absorbido de gas inerte, una zona de alimentación de prepolímero fundido absorbido de gas inerte colocada posteriormente y comunicada con dicha entrada para el prepolímero fundido absorbido de gas inerte y una zona de reacción de polimerización colocada posteriormente a dicha zona de alimentación de prepolímero fundido absorbido de gas inerte,

poseyendo dicho revestimiento polimerizador una válvula de vacío para ajustar la presión en dicha zona de reacción de polimerización y estando provista con una salida para un policarbonato aromático a través de una bomba de eliminación colocada posteriormente a dicha zona de reacción de polimerización,

en el que dicho prepolímero fundido absorbido de gas inerte se adapta para transferirse y entrar en dicha zona de reacción de polimerización a través de dicha zona de alimentación de prepolímero absorbido de gas inerte y polimerizado bajo dicha presión P_{p} producida por medio de dicha válvula de vacío, para obtener de este modo un policarbonato aromático, y el policarbonato aromático obtenido se adapta para ser eliminado de dicho dispositivo polimerizador (B) a través de dicha salida para un policarbonato aromático por medio de dicha bomba de eliminación.

11. Sistema, según la reivindicación 10, en el que dicha zona de reacción de polimerización es una zona de reacción de polimerización de caída de guía húmeda que posee por lo menos una guía fijamente sujeta y que se extiende hacia abajo a través de la misma, y dicha zona de reacción de polimerización de caída de guía húmeda está separada de dicha zona de alimentación de prepolímero fundido absorbido de gas inerte a través de una placa de distribución de prepolímero fundido absorbido de gas inerte que posee por lo menos un agujero, a través del cual dicha zona de alimentación de prepolímero fundido absorbido de gas inerte comunica con dicha zona de reacción de polimerización, estando dispuesta dicha guía en correspondencia con el agujero de dicha placa de distribución, y

en el que dicho prepolímero fundido absorbido de gas inerte se adapta para caer a lo largo y en contacto con dicha guía, para efectuar de este modo una polimerización de caída de guía húmeda de dicho prepolímero fundido absorbido de gas inerte.

12. Sistema, según la reivindicación 11, en el que dicha guía es un cable.

13. Sistema, según la reivindicación 11, en el que dicha guía es una red de cable.

14. Sistema, según la reivindicación 11, en el que dicha guía es una placa perforada.