ES2296972T3 - Composiciones polimericas que pueden teñirse con acido. - Google Patents

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Abstract

Composición polimérica de poliéster que puede teñirse con ácido que comprende (a) polímero de poliéster y (b) aditivo polimérico que comprende unidades de repetición que tienen la fórmula: o sales del mismo, en la que A, B y Q, que pueden ser iguales o diferentes, se seleccionan de sustituyentes alifáticos o aromáticos siempre que al menos cuatro átomos de carbono separen cada dos grupos de nitrógeno, R es un grupo alifático o aromático, a es de 1 a 5, y n es de 3 a aproximadamente 1.000.

Description

Composiciones poliméricas que pueden teñirse con ácido.
Campo de la invención
Esta invención se refiere a composiciones poliméricas que pueden teñirse con ácido adecuadas para su uso en la fabricación de fibras, tejidos, películas y otros artículos útiles y a los artículos y métodos de producción de tales composiciones y artículos. Esta invención se refiere también a procedimientos para preparar la composición de aditivo polimérico y usarla para producir composiciones poliméricas que pueden teñirse con ácido.
Antecedentes de la invención
Los poliésteres, especialmente los poli(tereftalatos de alquileno), tienen excelentes propiedades físicas y químicas y se han usado ampliamente para dar resinas, películas y fibras. En particular, las fibras de poliéster tienen un punto de fusión alto, y pueden alcanzar una alta orientación y cristalinidad. Por consiguiente, los poliésteres tienen excelentes propiedades de fibra tales como estabilidad química, térmica o frente a la luz, y alta resistencia. Sin embargo, los poliésteres, especialmente las fibras y tejidos de poliéster son difíciles de teñir. La estructura molecular y los altos niveles de orientación y cristalinidad que confieren las propiedades deseables al poliéster contribuyen también a una resistencia a la coloración mediante compuestos de tintura. La característica de que los poliésteres no tienen sitios de tintura dentro de la cadena polimérica que sean reactivos frente a compuestos de tintura ácidos o básicos también contribuye a la dificultad para teñir las composiciones de poliéster.
Los polímeros de nylon se tiñen generalmente más fácilmente que los poliésteres, debido a su mayor permeabilidad y, en el caso de los colorantes ácidos preferidos, porque los grupos terminales de amina en el nylon sirven como sitios de tintura.
Para conferir la capacidad de tintura con ácido al poliéster se ha propuesto combinar poliéster con nylon 6 o nylon 6,6 para obtener los beneficios de los sitios de tintura terminales de amina en la composición copolimérica de poliéster/poliamida resultante. Las altas concentraciones de poliamida que pueden requerirse para conferir la capacidad de tintura en esta composición de poliéster/poliamida puede dar como resultado la formación de microfibrillas de poliamida, que disminuyen las propiedades físicas del copolímero de poliéster/poliamida y crean dificultades en el tratamiento.
La copolimerización de compuestos que contienen nitrógeno en cadenas de poliéster para mejorar la capacidad de tintura se ha descrito, por ejemplo, en las patentes estadounidenses números 3.901.853, 4.001.189 y 4.001.190.
La patente canadiense número 974.340 da a conocer composiciones de poliéster que pueden teñirse con ácido que comprenden poliamidas que contienen nitrógeno terciario. Se prefieren copoliamidas de dos o más monómeros, incluidas las diaminas, ácidos dicarboxílicos y ácidos aminocarboxílicos. El componente de nitrógeno terciario puede provenir de derivados de piperazina; HOOC(-CH_{2})_{n}-NR-(CH_{2})_{n}-COOH, en la que R puede ser un grupo seleccionado de la clase que consiste en grupos alifáticos (ramificados o no ramificados), cicloalifáticos, arilo o herocíclicos; R_{1}-NH-R_{2}-NR_{3}-R_{4}-NHR_{5}, en la que R_{2} y R_{4} pueden ser un grupo seleccionado de alifático (ramificado o no ramificado), cicloalifático o arilo, R_{1} y R_{5} pueden ser un grupo seleccionado de hidrógeno, alifático (ramificado o no ramificado), cicloalifático o arilo, y R_{3} es alifático (ramificado o no ramificado), cicloalifático, arilo o heterocíclico; y poliaminas cíclicas. Se prefieren poliamidas que contienen anillo de piperazina y todos los ejemplos se refieren a estos compuestos y a su uso con poli(tereftalato de etileno) o poli(tereftalato de butileno). Las poliamidas que contienen anillo de piperazina, un compuesto cíclico que contiene dos nitrógenos o un anillo sencillo, no son térmicamente estables de manera suficiente para muchas aplicaciones.
El documento WO 01/34693 da a conocer una composición de poliéster que puede teñirse con ácido producida combinando en fundido un poliéster con un aditivo polimérico que contiene una sal de amina secundaria o una amina secundaria, tal como se produce combinando bis-(hexametilen)triamina con una segunda unidad monomérica tal como un tereftalato. Esta tecnología es particularmente útil para teñir tejidos ligeramente, pero se ha encontrado que la adición del 3-4% en moles o más del colorante tiene un impacto sobre las propiedades físicas, particularmente la tenacidad. La tenacidad se mejora añadiendo ácido fosforoso; sin embargo, el ácido fosforoso conduce a la inestabilidad de la presión de empaquetamiento y puede provocar problemas de hilado a largo plazo. Además, no fue posible aumentar de manera significativa la cantidad de BHMT añadida usando ácido fosforoso sin problemas de hilado. Por tanto, se desea un aditivo que pueda proporcionar poliéster que pueda teñirse intensamente con colorantes ácidos sin tales desventajas.
Es deseable tener composiciones de poliéster que contienen nitrógeno que pueden teñirse con ácido con buenas propiedades físicas que pueden tratarse fácilmente para dar fibras, películas u otros artículos moldeados y teñidos con ácido sin aditivos caros, disoluciones especiales, problemas de hilado y/o sin procedimientos de aplicación complicados. Es particularmente deseable poder teñir intensamente tales composiciones o artículos moldeados.
Sumario de la invención
La invención se refiere a una composición polimérica de poliéster que puede teñirse con ácido que comprende (a) un polímero de poliéster y (b) aditivo polimérico que comprende unidades de repetición que tienen la fórmula:
1
o sales del mismo, en la que A, B y Q, que pueden ser iguales o diferentes, se seleccionan de sustituyentes alifáticos o aromáticos siempre que al menos cuatro átomos de carbono separen cada dos grupos de nitrógeno, R es un grupo alifático o aromático, a es de 1 a 5 y n es de 3 a aproximadamente 1.000.
En una realización preferida, a es 1. En otra realización preferida, a es mayor que 1, preferiblemente de 2-5.
En una realización preferida, el polímero de poliéster se selecciona preferiblemente del grupo que consiste en poli(tereftalato de alquileno), poli(isoftalato de alquileno) y poli(naftalato de alquileno) y copoliésteres de los mismos y combinaciones de los mismos, más preferiblemente se selecciona del grupo que consiste en poli(tereftalato de etileno), poli(tereftalato de trimetileno), poli(tereftalato de tetrametileno) y copoliésteres de los mismos y combinaciones de los mismos. Un polímero preferido es poli(tereftalato de trimetileno).
Preferiblemente, A, B y Q se seleccionan de sustituyentes alquileno que contienen desde 4 hasta 20 carbonos y sustituyentes arileno que contienen desde 6 hasta 18 carbonos. Mas preferiblemente, R es alquilo C_{1}-C_{8}, y A y B son preferiblemente alquileno C_{4}-C_{8} y Q es preferiblemente alquileno C_{2}-C_{10}.
El aditivo polimérico se prepara preferiblemente polimerizando (i) poliamina que contiene unidad(es) de amina terciaria o sales de la misma y (ii) otras unidades monoméricas, y la poliamina se selecciona de aquellas que tienen la fórmula: H_{2}N(CH_{2})_{x}[NR(CH_{2})_{y}]_{a}NH_{2}, o sales de la misma, en la que x e y, que pueden ser iguales o diferentes, son de 4 a 10, a es de 1 a 5 y R es un grupo alquilo que contiene de 1 a 8 carbonos en una cadena lineal o ramificada. En una realización preferida, a es 1. En otra realización preferida, a es mayor que 1, preferiblemente 2-5.
Las poliaminas preferidas incluyen metil-bis-(hexametilen)triamina, metildibutilentriamina y dimetiltributilentetramina o sales de las mismas.
El aditivo polimérico se prepara preferiblemente polimerizando (i) poliamina que contiene unidad(es) de amina terciaria o sales de la misma y (ii) ésteres o ácidos dicarboxílicos alifáticos y aromáticos. Los ésteres o ácidos dicarboxílicos alifáticos y aromáticos preferidos incluyen adipato de dimetilo, ácido adípico, tereftalato de dimetilo, ácido tereftálico, isoftalato de dimetilo, ácido isoftálico, naftalato de dimetilo, ácido naftálico o mezclas de los mismos. Se prefieren más adipato de dimetilo, ácido adípico, tereftalato de dimetilo, ácido tereftálico o mezclas de los mismos. Los más preferidos son adipato de dimetilo, tereftalato de dimetilo o mezclas de los mismos.
En una realización preferida, la amina terciaria del aditivo polimérico está parcial o completamente salinizada con ácido fosforoso, ácido fosfórico, ácido pirofosfórico o ácido fenilfosfínico. En otra realización preferida, el aditivo polimérico no es una sal.
Preferiblemente, n es desde 3 hasta aproximadamente 100, más preferiblemente desde 3 hasta aproximadamente 20.
Preferiblemente, la composición se prepara combinando en fundido el polímero y el aditivo polimérico.
En realizaciones preferidas, la composición es una composición de poliéster que puede teñirse con ácido y la composición de poliéster que puede teñirse con ácido se prepara combinando en fundido el poliéster y el aditivo polimérico. Preferiblemente, la composición comprende (I) el poliéster y (II) un copolímero al azar o de bloque preparado a partir de (a) el poliéster y (b) el aditivo polimérico; y la cantidad de unidades de amina terciaria es eficaz para promover o mejorar la capacidad de tintura con ácido.
Preferiblemente, la composición contiene al menos aproximadamente 6 moles de unidades de amina terciaria/por millón de gramos de la composición (mpmg). Esta cantidad será suficiente para mejorar la capacidad de tintura de los polímeros de poliéster.
Cuando se desean más que cambios menores, la composición contiene preferiblemente aproximadamente 44 o más moles de amina terciaria/por millón de gramos del polímero resultante (mpmg), incluso más preferiblemente aproximadamente 88 o más mpmg y lo más preferiblemente aproximadamente 132 mpmg o más y la composición contiene preferiblemente hasta aproximadamente 480 mpmg, más preferiblemente hasta aproximadamente 322 y lo más preferiblemente hasta 240 mpmg.
La composición puede estar en forma de un artículo moldeado, incluyendo las realizaciones preferidas fibra, película o capa de película. Una fibra preferida es una fibra monocomponente. Otras fibras preferidas incluyen fibras multicomponentes, tales como una fibra componente o bicomponente. En una realización preferida, la composición está en forma de al menos una fibra componente o bicomponente que comprende componentes de poli(tereftalato de etileno) y poli(tereftalato de trimetileno).
La invención se refiere también a una composición teñida con ácido y a un procedimiento para teñir con ácido la composición o artículos producidos con ella.
La invención se refiere también a un procedimiento para preparar una composición polimérica que puede teñirse con ácido.
La invención se refiere además a un procedimiento para la preparación de un compuesto polimérico con unidades de repetición que tienen la fórmula:
2
o sales del mismo, en la que A, B y Q, que pueden ser iguales o diferentes, se seleccionan de sustituyentes alifáticos o aromáticos siempre que al menos cuatro átomos de carbono separen cada dos grupos de nitrógeno, R es un grupo alifático o aromático, a es de 1 a 5, y n es de 3 a aproximadamente 1.000, comprendiendo el procedimiento (1) polimerizar (a) poliamina que contiene unidad(es) de amina secundaria o sales de la misma y (b) ésteres o ácidos dicarboxílicos alifáticos o aromáticos, para formar una poliamida y (b) alquilar las unidades de amina secundaria de la poliamida. Las formas de alquilación forman la parte de amina terciaria (NR-B). En una realización preferida, la alquilación comprende metilar en condiciones ácidas usando formaldehído y ácido fórmico.
Descripción detallada de la invención
Por "que puede teñirse con ácido" se quiere decir que la composición en sí, o fibra, tejido, película o cualquier otro artículo (por ejemplo, artículos moldeados) producido con la composición, tiene una afinidad por los colorantes ácidos.
La composición polimérica comprende preferiblemente poliésteres o combinaciones de uno o más de éstos.
La referencia a un polímero debe entenderse que significa un polímero simple o combinaciones o mezclas de un polímero de este tipo. En otras palabras, "poliéster" significa uno o más poliésteres. Por tanto, por ejemplo, si el solicitante se refiere a una composición que contiene x% en moles de un poliéster, la composición puede comprender x% en moles de un poliéster o x% en moles totales de diferentes poliésteres. De manera similar, "aditivo polimérico" significa uno o más aditivos poliméricos.
Por "poliéster" o "un poliéster", el solicitante se refiere a un poliéster simple y/o a combinaciones o mezclas de poliésteres. Los poliésteres preferidos son poli(tereftalatos de alquileno), poli(naftalatos de alquileno) y poli(isoftalatos de alquileno) y los poli(tereftalatos de alquileno) son los más preferidos. Son más preferidos poli(tereftalatos de etileno), poli(tereftalatos de trimetileno) y poli(tereftalatos de tetrametileno), y los poli(tereftalatos de trimetileno) son los más preferidos.
El Mn para el poliéster (por ejemplo, poli(tereftalato de alquileno)) es preferiblemente al menos aproximadamente 15.000, más preferiblemente al menos aproximadamente 18.000, y preferiblemente es aproximadamente 40.000 o inferior, más preferiblemente aproximadamente 35.000 o inferior. El Mn preferido depende del poliéster usado. El Mn más preferido para poli(tereftalato de trimetileno) es de 20.000-30.000.
Si no se indica lo contrario, una referencia a poliéster pretende incluir la referencia a copoliésteres. Por ejemplo, la referencia a "poli(tereftalato de alquileno)" quiere englobar también copoliésteres, es decir, poliésteres producidos usando 3 o más reactivos, teniendo cada uno dos grupos formadores de éster. Por ejemplo, puede usarse un copoli(tereftalato de etileno) en el que el comonómero usado para producir el copoliéster se selecciona del grupo que consiste en ácidos dicarboxílicos alifáticos ramificados, cíclicos y lineales, que tienen de 4 a 12 átomos de carbono (por ejemplo ácido butanodioico, ácido pentanodioico, ácido hexanodioico, ácido dodecanodioico y ácido 1,4-ciclohexanodioico); ácidos dicarboxílicos aromáticos distintos del ácido tereftálico y que tienen de 8-14 átomos de carbono (por ejemplo ácido isoftálico y ácido 2,6-naftalenodicarboxílico); y de dioles alifáticos ramificados, cíclicos y lineales que tienen de 3 a 8 átomos de carbono (por ejemplo 1,3-propanodiol, 1,2-propanodiol, 1,4-butanodiol, 3-metil-1,5-pentanodiol, 2,2-dimetil-1,3-propanodiol, 2-metil-1,3-propanodiol y 1,4-ciclohexanodiol); y éterglicoles aromáticos y alifáticos que tienen de 4-10 átomos de carbono (por ejemplo, bis-(2-hidroxietil) éter de hidroquinona, o un polietilenglicol éter que tiene un peso molecular por debajo de aproximadamente 460, incluyendo dietilenglicol éter. El comonómero puede estar presente normalmente en el copoliéster a niveles en el intervalo de aproximadamente el 0,5 a aproximadamente el 15% en moles. Se prefieren ácido isoftálico, ácido pentanodioico, ácido hexanodioico, 1,3-propanodiol y 1,4-butanodiol debido a que están disponibles comercialmente de manera fácil y son baratos.
Puede usarse también copoli(tereftalato de trimetileno) producido a partir de 1,3-propanodiol, en cuyo caso el/los monómero(s) puede(n) seleccionarse a partir de la lista anterior (pueden usarse excepto los dioles alifáticos que tienen de 2-8 átomos de carbono y etanodiol debe reemplazar a 1,3-propanodiol en la lista). El/los copoliéster(es) pueden contener cantidades minoritarias de otros comonómeros y tales comonómeros se seleccionan normalmente de modo que no tengan un efecto adverso significativo sobre la cantidad de rizado de la fibra (en el caso de fibras bicomponentes de poliéster que pueden rizarse espontáneamente) o sobre otras propiedades. Pueden incorporarse cantidades muy pequeñas de comonómeros trifuncionales, por ejemplo ácido trimelítico, para el control de la viscosidad.
Los polímeros pueden producirse usando cualquier técnica, siempre que la composición no contenga cantidades sustanciales de nada que interfiera con los objetivos de la invención. Por ejemplo, pueden fabricarse poli(tereftalatos de trimetileno) mediante procedimientos descritos en las patentes estadounidenses números 5.015.789, 5.276.201, 5.284.979, 5.334.778, 5.364.984, 5.364.987, 5.391.263, 5.434.239, 5.510.454, 5.504.122, 5.532.333, 5.532.404,
5.540.868, 5.633.018, 5.633.362, 5.677.415, 5.686.276, 5.710.315, 5.714.262, 5.730.913, 5.763.104, 5.774.074,
5.786.443, 5.811.496, 5.821.092, 5.830.982, 5.840.957, 5.856.423, 5.962.745, 5.990.265, 6.140.543, 6.245.844,
6.255.442, 6.281.325, 6.325.945, 6.331.264, 5.335.421, 6.350.895 y 6.353.062, documento EP 998440, documentos WO 00/14041, 99/54040 y 98/57913, H. L. Traub, "Synthese und textilchemische Eigenschaften des Poly-Trimethyleneterephtalats", Dissertation Universitat Stuttgart (1994), y Schauhoff, S. (septiembre de 1996), "New Developments in the Production of Polytrimethylene Terephthalate (PTT)", Man-Made Fiber Year Book. Los poli(tereftalatos de trimetileno) útiles como el poliéster de esta invención están comercialmente disponibles de E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware ("DuPont") con el nombre comercial Sorona.
El aditivo polimérico comprende unidades de repetición que tienen la fórmula:
3
o sales del mismo, en la que A, B y Q, que pueden ser iguales o diferentes, se seleccionan de sustituyentes alifáticos o aromáticos. Al menos cuatro átomos de carbono separan cada dos grupos de nitrógeno. R es un grupo alifático o aromático. R incluye heteroátomos tales como nitrógeno u oxígeno, puede estar sustituido o no sustituido y es preferiblemente un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono y más preferiblemente un grupo alquilo de 1-4 átomos de carbono. a es de 1 a 5, y n es de 3 a aproximadamente 1.000. Preferiblemente n es hasta 100, y más preferiblemente hasta 20.
Debe entenderse que el aditivo polimérico puede ser un polímero que consiste esencialmente en, o que consiste en las unidades de repetición mostradas anteriormente. Alternativamente, puede ser un polímero que contiene unidades de aditivo polimérico y otras unidades poliméricas. Ambos tipos de aditivos poliméricos están presentes en muchos casos, ya que cuando se calienta, la mayor parte del aditivo polimérico reaccionará con el polímero o los compuestos que forman el polímero para formar un nuevo aditivo polimérico (polímero), aunque queda sin reaccionar parte del aditivo polimérico inicial. Por ejemplo, la composición antes del calentamiento puede comprender poliéster y aditivo polimérico y tras el calentamiento una composición de este tipo puede formar una combinación de poliéster, polímero de bloque del poliéster y aditivo polimérico que han reaccionado y aditivo polimérico sin reaccionar.
Cuatro o más átomos de carbono separan cada dos de los grupos nitrógeno mostrados, y se prefiere que A y/o B comprendan unidades de alquileno que tienen al menos cuatro carbonos separando los átomos de nitrógeno, para obtener una buena estabilidad térmica. Las unidades de alquileno y arileno de A y B pueden estar sustituidas o no sustituidas, ser lineales o ramificadas, etc., siempre que el/los sustituyente(s) y ramificaciones no interfieran sustancialmente con las propiedades de la fibra de tintura u otras (por ejemplo, la cadena puede contener un grupo éter).
El número de aminas terciarias puede variar de unidad a unidad y, por tanto, a es un promedio. En una realización preferida, a es 1. En otra realización preferida, a es mayor que 1, preferiblemente 2-5.
A, B y Q se seleccionan preferiblemente de sustituyentes alquileno que contienen desde 4 hasta 20 carbonos y sustituyentes arileno que contienen desde 6 hasta 18 carbonos.
Q es preferiblemente alquileno o arileno, tal como fenileno o naftileno. Q es preferiblemente alquileno C_{4}-C_{10}, más preferiblemente C_{4}-C_{8}, y es preferiblemente alquileno de cadena lineal.
A y B son preferiblemente alquileno C_{4}-C_{10}, más preferiblemente alquileno C_{4}-C_{8}, que son preferiblemente alquileno de cadena lineal.
La R preferida es metilo. Otra R preferida es isobutilo.
Puede usarse cualquier síntesis adecuada para preparar el aditivo polimérico. El aditivo polimérico puede prepararse polimerizando (a) poliamina que contiene unidad(es) de amina terciaria o sales de la misma y (b) otras unidades monoméricas (tales como ésteres o ácidos dicarboxílicos alifáticos y aromáticos (por ejemplo, adipato de dimetilo, ácido tereftálico, tereftalato de dimetilo, etc.). Preferiblemente, el aditivo polimérico puede prepararse polimerizando (a) poliamina que contiene unidad(es) de amina secundaria o sales de la misma y (b) otras unidades monoméricas, seguido de alquilar las unidades de amina secundaria en la poliamida resultante. Las unidades de amina secundaria en la poliamida resultante anterior pueden alquilarse mediante metilación en condiciones ácidas usando formaldehído y ácido fórmico.
La composición de poliéster puede prepararse mediante un procedimiento que comprende las etapas de: (a) preparar un polímero haciendo reaccionar triamina que contiene unidad(es) de sal de amina secundaria o amina secundaria y éster(es) o ácido(s) dicarboxílico(s) aromático(s) y alifáticos seleccionados de adipato de alquilo, tereftalato de alquilo, naftalato de alquilo o isoftalato de alquilo, o mezclas de los mismos, o sus correspondientes ácidos, para formar una unidad de sal de amina secundaria o amina secundaria, (b) preparar un aditivo polimérico que contiene unidades de amina terciaria alquilando las unidades de sal de amina secundaria o amina secundaria del polímero y (c) mezclar y calentar dicho aditivo polimérico y el poliéster a una temperatura suficiente para formar una composición polimérica que puede teñirse con ácido que comprende un copolímero de bloque a partir de parte del poliéster y del poliéster sin reaccionar. La composición polimérica que puede teñirse con ácido puede entonces teñirse o conformarse en un artículo moldeado y teñirse. En una realización preferida, la triamina es bis-(hexametilen)triamina y el éster dicarboxílico es adipato de dimetilo.
En una realización para preparar el compuesto o aditivo polimérico, se hacen reaccionar la triamina y el segundo reactivo a temperatura elevada en presencia de agua, seguido de eliminar por destilación un subproducto de metanol y continuando entonces la reacción a vacío para formar un polímero y después alquilando las unidades de amina secundaria en la cadena polimérica para formar el aditivo polimérico. En otra realización, el procedimiento comprende o consiste esencialmente en proporcionar (a) la poliamina o sal de poliamina y (b) ácido dicarboxílico y haciéndolos reaccionar para formar el compuesto polimérico. Esto se realiza sin formar el producto intermedio de diéster. Todavía en otra realización, el procedimiento comprende proporcionar un ácido dicarboxílico, haciendo reaccionar el ácido dicarboxílico con alcohol para formar un diéster (es decir, el análogo de diéster, tal como tereftalato de dimetilo) y haciendo reaccionar la poliamina o sal de poliamina con el diéster para formar el compuesto polimérico. Puede usarse agua y en una realización, la reacción del diéster con la poliamina para formar el compuesto polimérico se lleva a cabo sustancialmente en ausencia de agua. (Puede estar presente agua de la atmósfera, como una impureza o como un componente minoritario de un aditivo, pero no se añade de manera intencionada en esta realización).
Preferiblemente, la poliamina se selecciona de aquellas que tienen la fórmula:
H_{2}N-A[NR-B]_{a}NH_{2}
o sales de la misma, en la que A y B, que pueden ser iguales o diferentes, se seleccionan de sustituyentes alifáticos o aromáticos siempre que al menos cuatro átomos de carbono separen cada dos grupos de nitrógeno, R es un grupo alifático o aromático y a es de 2 a 5.
Más preferiblemente, la poliamina se selecciona de aquellas que tienen la fórmula:
H_{2}N(CH_{2})x[NR(CH_{2})_{y}]_{a}NH_{2}
o sales de la misma, en la que x e y, que pueden ser iguales o diferentes, son de 4 a 10, a es de 1 a 5 y R es un grupo alquilo que contiene de 1 a 10 carbonos en una cadena lineal o ramificada. Preferiblemente, a es de 1 a 4. En una realización preferida, a es 1. Las poliaminas preferidas incluyen metil-bis-(hexametilen)triamina (x = y =6, a = 1, y R = metilo), metildibutilentriamina (x = y =4, a = 1, y R = metilo), y dimetiltributilentetraamina (x = y =4, a = 2, y R = metilo) o sales de las mismas, preferiblemente se combinan con una unidad de adipato. En el caso en el que se hacen reaccionar la poliamina y otra unidad monomérica o polimérica y luego se alquilan, se prefiere bis-(hexametilen)triamina, que se hace reaccionar preferiblemente con adipato de dimetilo.
El aditivo polimérico se prepara preferiblemente a partir de ésteres o ácidos dicarboxílicos alifáticos y aromáticos seleccionados del grupo que consiste en adipato de dimetilo, ácido adípico, ácido tereftálico, tereftalato de dimetilo, isoftalato de dimetilo, ácido isoftálico, naftalato de dimetilo, ácido naftálico o mezclas de los mismos. Se prefieren adipato de dimetilo y tereftalato de dimetilo.
Aditivos poliméricos preferidos son poli-alquilimino-bis-alquilen-adipamidas, -tereftalamidas, -isoftalamidas o -1,6-naftalamidas y sales de las mimas. Los más preferidos son poli(6,6'-alquilimino-bis-tetrametilenadipamida) y poli-(N,N'-dialquilimino-tri(tetrametilen)adipamida, en las que el grupo alquilo tiene de uno a aproximadamente cuatro átomos de carbono.
La razón molar de (i) la poliamina que contiene una unidad de amina terciaria o secundaria y (ii) la una o más de otras unidades monoméricas es aproximadamente de 1:1. Es preferible añadir un ligero exceso del orden del 1% en moles - 10% en moles de la poliamina (i) en relación a (ii) para promover la ocupación de los extremos de la composición de aditivo polimérico con una unidad de amina primaria durante la síntesis. En esta realización de la invención, los grupos amina sobre el extremo de la molécula de aditivo polimérico están disponibles para formar uniones amida con el componente polimérico de la composición. También puede usarse un exceso de (ii), la una o más de otras unidades monoméricas.
En una realización preferida se combina adipato de dimetilo con bis-(hexametilen)triamina para formar una poli(6,6'-imino-bis-hexametilen-adipamida) que entonces se alquila para formar una poli(6,6'-alquilimino-bis-hexametilen-adipamida) que tiene unidades de repetición según la siguiente fórmula:
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En ella, n es preferiblemente al menos 3 y preferiblemente 30 o menos y R es un grupo alquilo que contiene desde 1 hasta aproximadamente 10 átomos de carbono, preferiblemente de 1-6 átomos de carbono, y lo más preferiblemente es metilo. (Antes de la etapa de alquilación anterior, R era un hidrógeno). Puede usarse cualquier ruta de síntesis polimérica adecuada para formar la composición polimérica de poli(6,6'-imino-bis-hexametilen-adipamida) para su uso en la presente invención. Puede usarse cualquier método de alquilación adecuado para alquilar esta composición polimérica para dar el aditivo polimérico de poli(6,6'-alquilimino-bis-hexametilen-adipamida). Otras poliamidas preferidas incluyen 6,6'-alquilimino-bis-tetrametilen-adipamida y N,N'-dialquiliminobutilen-adipamida.
El aditivo polimérico puede producirse a partir de adipato de dimetilo y bis-(hexametilen-triamina) según el siguiente procedimiento preferido:
se hacen reaccionar adipato de dimetilo y bis-(hexametilen-triamina) a temperatura elevada (hasta aproximadamente 230ºC), preferiblemente en presencia de agua y ácido fosforoso. Se elimina por destilación el subproducto de metanol. Entonces se continua la reacción a vacío a aproximadamente de 0,2 - aproximadamente 1 mm Hg, preferiblemente durante 30 minutos - aproximadamente 1 hora, seguido de enfriamiento. Esto forma una composición polimérica de amina secundaria. La alquilación se lleva a cabo entonces haciendo reaccionar la composición polimérica de amina secundaria con un agente de alquilación. Preferiblemente, la alquilación se lleva a cabo disolviendo la composición polimérica en ácido fórmico y agua y haciéndolo reaccionar a una temperatura elevada de aproximadamente 80 a 120ºC con formaldehído y eliminando el disolvente a vacío a una temperatura de aproximadamente de 200 a 300ºC. Esto forma un aditivo polimérico que contiene unidades de amina terciaria. Alternativamente, puede producirse metil-bis-(hexametilen-triamina) mediante un procedimiento tal como se describe en la ecuación a continuación y posteriormente en el ejemplo 2.
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en la que R es un grupo alquilo que tiene de 1 a aproximadamente 4 carbonos, x es un halógeno tal como cloro o bromo y n es desde 3 hasta 5. Los imino-bis-nitrilos resultantes pueden reducirse entonces para dar las aminas correspondientes mediante hidrogenación sobre catalizador de cobalto Raney y el aditivo polimérico puede producirse después polimerizando el adipato de dimetilo y la triamina resultante.
El peso molecular promedio en número (Mn) del aditivo polimérico (antes de la reacción con unidades poliméricas, tales como unidades de poliéster o unidades de nylon) es preferiblemente al menos aproximadamente 1.000, más preferiblemente al menos aproximadamente 3.000 y lo más preferiblemente al menos aproximadamente 4.000 y de manera preferible aproximadamente 10.000 o inferior, de manera más preferible aproximadamente 7.000 o inferior, y de la manera más preferible aproximadamente 5.000 o inferior. El Mn preferido depende del aditivo polimérico usado, el equilibrio de la composición y las propiedades deseadas.
La poliamina, el aditivo polimérico, la composición o los productos producidos con ella pueden salinizarse con cualquier ácido que estabilice la amina o proteja al grupo amina hasta que se lleva a cabo la tintura. El ácido se añade preferiblemente a la mezcla de reacción usada para formar el aditivo polimérico. Se prefieren ácidos inorgánicos tales como ácidos que contienen fósforo, tales como ácido fosforoso, ácido fosfórico, ácido pirofosfórico o ácido fenilfosfínico, lo más preferiblemente ácido fosforoso. Sin embargo, cuando se usa con composiciones de poliéster, preferiblemente, la cantidad de aditivo polimérico salinizado con ácido fosforoso está por debajo del 5% en moles, más preferiblemente por debajo del 2% en moles y está preferiblemente por encima del 1% en moles (en la que el % en moles se calcula basándose en los moles totales de grupos de amina terciaria en el compuesto de poliamina).
Normalmente no es necesaria la salinización y se prefiere no salinizar la composición polimérica o de aditivo polimérico.
La composición polimérica de esta invención incluye aditivo polimérico y polímero sin reaccionar.
Preferiblemente, la composición polimérica se prepara combinando en fundido el aditivo polimérico y el polímero. La temperatura debe estar por encima de los puntos de fusión de cada componente pero por debajo de la temperatura de descomposición más baja y por consiguiente, debe ajustarse para cualquier composición particular de polímero y aditivo polimérico. El polímero y el aditivo polimérico pueden calentarse y mezclarse simultáneamente, mezclarse previamente en un aparato separado antes de producirse el calentamiento, o, alternativamente, pueden calentarse y luego mezclarse. Además, puede formarse la composición polimérica y luego usarse, o puede formarse durante su uso (por ejemplo, mezclando y calentando perlas o copos de polímero y aditivo polimérico en una prensa extrusora en una instalación de fabricación de películas o fibras, o combinando el polímero y aditivo polimérico fundidos en la fabricación de películas o fibras). La combinación en fundido se lleva a cabo preferiblemente a aproximadamente de 200 a aproximadamente 295ºC, lo más preferiblemente a aproximadamente de 260 - aproximadamente 285ºC, dependiendo del polímero. Para el poli(tereftalato de trimetileno), las temperaturas preferidas son aproximadamente de 230 a aproximadamente 270ºC, lo más preferiblemente de aproximadamente 260ºC. Para el poli(tereftalato de etileno), las temperaturas preferidas son aproximadamente de 200 a aproximadamente 295ºC, lo más preferiblemente de aproximadamente 280 - aproximadamente 290ºC. Para el poli(tereftalato de butileno), las temperaturas preferidas son aproximadamente de 200 a aproximadamente 295ºC, lo más preferiblemente de aproximadamente 250 - aproximadamente 275ºC.
Tal como se observó anteriormente, el polímero y el aditivo polimérico pueden reaccionar. Debido a que hay más polímero que aditivo polimérico, la composición comprende aditivo polimérico que comprende polímero y unidades de repetición de aditivo polimérico y polímero sin reaccionar. En muchos casos, también contendrá aditivo polimérico que no tiene unidades del polímero.
Cuando se hacen reaccionar el poliéster y el aditivo polimérico, el poliéster y el aditivo polimérico forman un copolímero de bloque reaccionando en sus extremos. Por copolímero de bloque, por ejemplo con referencia al aditivo polimérico de poli(6,6'-alquilimino-bis-hexametilen-adipamida) y poli(tereftalato de trimetileno), la referencia es a un polímero formado por el poliéster unido al aditivo polimérico mediante un enlace covalente.
El aditivo polimérico puede añadirse también a los reactivos usados para formar el polímero y entonces, cuando se forma el polímero, parte del polímero contendrá unidades derivadas del aditivo polimérico. Esto puede dar como resultado polímeros al azar o de bloque formándose con el aditivo polimérico como una unidad de la cadena.
La composición polimérica contiene una cantidad eficaz de aditivo polimérico que contiene una unidad de amina terciaria para promover la capacidad de tintura con ácido. La cantidad particular de aditivo polimérico usada depende de las composiciones de poliéster; el aditivo polimérico usado, particularmente la naturaleza y cantidad de aminas terciarias; el colorante ácido usado. La cantidad preferida de aditivo polimérico puede calcularse basándose en la cantidad de amina terciaria del aditivo polimérico en la composición. Se necesitan cantidades muy pequeñas del aditivo polimérico cuando se desea hacer correcciones minoritarias en la profundidad de la tintura conseguida por el polímero. En tales casos, la composición puede contener tan poco como 6 moles de amina terciaria/por millón de gramos del polímero resultante (mpmg). Cuando se desean más que cambios minoritarios, la composición contiene de manera preferible aproximadamente 44 o más moles de amina terciaria/por millón de gramos del polímero resultante (mpmg), incluso de manera más preferible aproximadamente 88 o más mpmg, y de la manera más preferible aproximadamente 132 mpmg o más y preferiblemente la composición contiene hasta aproximadamente 480 mpmg, más preferiblemente hasta aproximadamente 322 mpmg y lo más preferiblemente hasta 240 mpmg. En el caso de poli(tereftalato de trimetileno) con el aditivo polimérico preferido preparado a partir de Me-BHMT, la composición contiene preferiblemente al menos aproximadamente 48 mpmg, más preferiblemente al menos aproximadamente 96 mpmg y lo más preferiblemente al menos 144 mpmg.
La cantidad de aditivo polimérico necesaria para alcanzar un nivel de adición particular depende de la naturaleza del aditivo polimérico. Cuando a es 2, por ejemplo con dimetiltributilentetramina, 0,5 moles de ese polímero nos dará 44 mpmg de grupo amina terciaria en el polímero resultante.
Se cree que cuando se emplean condiciones de formación de polímeros lineales y se mezclan el poliéster (por ejemplo, poli(tereftalato de alquileno)) y el aditivo polimérico y se calientan para formar una composición, el grupo funcional de amina primaria en el extremo de la parte de la molécula de triamina del aditivo polimérico reacciona para formar una unión amida con grupos carboxilo del poliéster, dejando la parte de unidad de amina terciaria de la triamina esencialmente sin reaccionar y libre para formar un sitio de tintura. Por tanto, las unidades de amina terciaria llegan a ser una parte de la cadena polimérica y su presencia en la fibra de polímero de poliéster formada a partir de las composiciones que pueden teñirse con ácido de la invención es permanente y no se elimina fácilmente mediante lavado, limpieza en seco u otros procesos usados para lavar artículos de tejido.
La composición polimérica que puede teñirse con ácido de la invención normalmente no se decolora y/o degrada térmicamente. Esto es especialmente ventajoso cuando la composición de poliéster se somete a tratamiento térmico, por ejemplo mediante extrusión a partir del fundido, para dar formas tales como películas, fibras o membranas. Los artículos teñidos tienen superior estabilidad frente a la oxidación, resistencia al desgaste, resistencia a la intemperie, brillo e inalterabilidad del color.
La composición de poliéster de la invención puede usarse para producir artículos moldeados que pueden teñirse con ácido, incluyendo artículos moldeados de alta resistencia. Por ejemplo, en realizaciones particulares de la invención en las que el poliéster es poli(tereftalato de trimetileno), se obtienen filamentos hilados en fundido que tienen una tenacidad de 2,9 g/d o más y un agotamiento del colorante del 30%-90% o superior, preferiblemente del 60%-95% o superior. Esto es bastante sorprendente debido a que el poli(tereftalato de trimetileno) se considera generalmente como un poliéster difícil de hilar en filamentos o fibras de alta resistencia. Una dificultad añadida es que el uso de aditivos para potenciar una propiedad de un polímero, por ejemplo, la capacidad de tintura con ácido, con frecuencia afecta negativamente a otras propiedades tales como la elaborabilidad y resistencia. Sin embargo, según la invención, se obtienen fibras de poli(tereftalatos de alquileno) de alta resistencia, que pueden teñirse con ácido, por ejemplo de poli(tereftalato de trimetileno).
Pueden añadirse otros aditivos a las composiciones de poliéster que pueden teñirse con ácido de esta invención para mejorar la resistencia o facilitar el posterior tratamiento de extrusión. Por ejemplo, pueden añadirse hexametilendiamina y/o poliamidas tales como nylon 6 o nylon 6,6 en cantidades minoritarias (por ejemplo, de aproximadamente el 0,5 - aproximadamente el 5% en moles) para añadir resistencia y elaborabilidad.
La composición polimérica puede contener, si se desea, otros diversos aditivos, por ejemplo, antioxidantes, deslustrantes (por ejemplo, TiO_{2}, sulfuro de zinc u óxido de zinc), colorantes (por ejemplo, colorantes o pigmentos), estabilizadores, retardadores de la llama, cargas (tales como carbonato de calcio), agentes antimicrobianos, agentes antiestáticos, abrillantadores ópticos, diluyentes, adyuvantes de tratamiento, intensificadores de la viscosidad, pigmentos de viraje y otros aditivos funcionales. Puede añadirse TiO_{2} al polímero o a las fibras.
Las composiciones de esta invención son útiles en fibras, tejidos, películas y otros artículos útiles y métodos para producir tales composiciones y artículos. Por "fibras" se hace referencia a objetos reconocidos en la técnica como fibras, tales como fibras de filamentos continuos, fibras cortadas y otras fibras discontinuas. Las fibras pueden ser fibras monocomponentes (en algunos casos también denominadas "homofibras"), o bicomponentes u otras multicomponentes, incluyendo fibras de núcleo recubierto, de núcleo recubierto excéntrico y fibras paralelas e hilos producidos a partir de las mismas. Los tejidos incluyen tejidos de punto, materiales textil tejidos y no tejidos. Las composiciones pueden formar una película o una capa de película, etc.
Pueden fabricarse tejidos y filamentos continuos voluminosos según el procedimiento descrito en las patentes estadounidenses números 5.645.782 y 5.662.980. Otros documentos que describen fibras y tejidos y su fabricación incluyen las patentes estadounidenses números 5.885.909, 5.782.935, 6.287.688, 6.333.106 y 6.383.632, publicaciones de patentes números 2001/30377, 2001/30378, 2001/31356 y 2001/33929, documentos WO 99/06399, 99/27168, 99/39041, 00/22210, 00/26301, 00/29653, 00/29654,00/39374 y 00/47507, documentos EP 745 711, 1 016 692, 1 006 220 y 1 033 422, memoria descriptiva de patente británica número 1 254 826, documentos JP 11-100721, 11-107036, 11-107038, 11-107081, 11-189920 y 11-189938 y H. L. Traub, "Synthese und textilchemische Eigenschaften des Poly-Trimethyleneterephtalats", Dissertation Universitat Stuttgart (1994), H. L. Traub "Dyeing properties of Poly(trimethylene terephthalate) fibres" Melliand (1995), H. L. Traub et al., "Mechanical Properties of fibers made of polytrimethylene terephtalate", Chemical Fibers International (CFI) Vol. 45. 110-111 (1995), W. Oppermann et al. "Fibers Made of Poly(trimethylene terephtalate)", Dombim (1995), H.S. Brown, H.H. Chuah, "Texturing of Textile Filament Yarns Based on Poly(trimethylene terephthalate)", Chemical Fibers International, 47:1, 1997, páginas 72-74, y Schauhoff, S. "New Developments in the Production of Polytrimethylene Terphthalate (PTT)", Man-Made Fiber Year Book (septiembre de 1996).
Las composiciones de poliéster que pueden teñirse con ácido pueden usarse para producir fibras bicomponentes de poliéster que pueden teñirse con ácido, por ejemplo, fibras bicomponentes que comprenden poli(tereftalato de etileno) y poli(tereftalato de trimetileno) o poli(tereftalato de etileno) y poli(tereftalato de tetrametileno). Se prefieren las fibras bicomponentes basadas en poli(tereftalato de etileno) y poli(tereftalato de trimetileno). El aditivo polimérico puede incorporarse en cualquiera o en ambos componentes. Los componentes pueden estar dispuestos en una relación de núcleo recubierto, de núcleo recubierto excéntrico o paralela. Si se desea que la fibra bicomponente pueda rizarse con estiraje, tratamiento térmico y relajación para formar una fibra que pueda estirarse, puede usarse una relación de núcleo recubierto excéntrico o paralela; se prefiere la paralela por los niveles de rizado más altos. Pueden fabricarse las fibras bicomponentes preferidas de poli(tereftalato de etileno)/poli(tereftalato de trimetileno) tal como se describe en la solicitud de patente estadounidense publicada número 2001/25433. Uno o los dos poliésteres usados en estas fibras bicomponentes pueden ser copoliésteres. Anteriormente se describen comonómeros útiles en tales copoliésteres. El comonómero puede estar presente en el copoliéster a un nivel en el intervalo de aproximadamente del 0,5 al 15 por ciento en moles.
La tintura con ácido se lleva a cabo usando técnicas convencionales, tales como las usadas para el nylon. Las composiciones poliméricas, fibras, películas, hilos, tejidos, membranas, etc., pueden teñirse con ácido.
La composición polimérica o fibras, películas, hilos, tejidos, membranas y otros artículos moldeados útiles pueden teñirse con ácido hasta un agotamiento del colorante de aproximadamente el 30% - aproximadamente el 90% o superior, preferiblemente aproximadamente del 60% - aproximadamente del 95% o superior.
Las composiciones poliméricas que pueden teñirse con ácido según la presente invención, contienen aminas terciarias y son compuestos básicos. Como tales, éstas tienen una afinidad relativamente alta por los colorantes ácidos y pueden teñirse en un intervalo de colores. Por ejemplo, las composiciones de poliéster que pueden teñirse con ácido pueden hilarse para dar fibras y teñirse con C.I. Azul Ácido 25 (C.I. 62055), C.I. Rojo Ácido 4 (C.I. 14710), C.I. Amarillo Ácido 40 (C.I. 18950), C.I. Verde Ácido 25 (C.I. 61570), Amarillo Tectilon 2G, Rojo Tectilon 2B, Azul Tectilon 4R, Amarillo Lanaset 2R, Rojo Lanaset 2B, Azul Lanaset 2R y colorantes ácidos premetalizados con Irgalan o bien solos o en combinación. (Estos colorantes están disponibles de Ciba Specialty Chemicals Corporation, High Point, NC (Ciba)). Las condiciones del colorante ácido según la invención son preferiblemente de un pH de 3,5 o más y un pH de 4,5 o más se prefiere especialmente oscilando hasta un pH de aproximadamente 6,5. Por supuesto, si se desea pueden usarse valores de pH inferiores, por ejemplo 3,0.
La invención se refiere además a la composición polimérica teñida con ácido preparada tiñendo con ácido cualquiera de las composiciones poliméricas que pueden teñirse con ácido descritas anteriormente y a un procedimiento que comprende (1) proporcionar la composición de nylon o poliéster que puede teñirse con ácido y (2) teñir con ácido la composición, así como fibras, película, hilo, tejido, membrana, etc. teñidos con ácido.
Métodos de prueba Viscosidad intrínseca
Se determinó la viscosidad intrínseca (VI) usando la viscosidad medida con un viscosímetro de flujo forzado Y900 de Viscotek (Viscotek Forced flow Viscometer Y900) (Viscotek Corporation, Houston, TX) para el poliéster disuelto en el 50/50% en peso de ácido trifluoroacético/cloruro de metileno a una concentración de 0,4 gramos/dl a 19ºC siguiendo un método automatizado basado en la norma ASTM D 5225-92. Se correlacionaron estos valores de VI medidos con los valores de VI medidos manualmente en el 60/40% en peso de fenol/1,1,2,2-tetracloroetano, siguiendo la norma ASTM D 4603-96.
Viscosidad relativa
Se determinó la viscosidad relativa (VR) para el polímero y las fibras usando la viscosidad medida con un viscosímetro de flujo forzado modelo Y900 de Viscotek (Viscotek Model Y900 forced flow viscometer) disolviendo el polímero (fibra) en ácido fórmico al 90% a 25ºC. La viscosidad relativa se presenta como la razón de la viscosidad de una disolución al 8,4% (p/p) del polímero en ácido fórmico al 90% con respecto a la viscosidad del ácido fórmico al 90% puro.
Pruebas de tintura A: Colorantes ácidos Tectilon en presencia de vehículo
Se tejió el hilo de tipo hilado para dar una muestra de calcetín. Se puso una muestra de calcetín de 5 gramos en una disolución de descrudado que contenía tensioactivo no iónico Merpol HCS al 2% en peso (DuPont) y ácido acético al 1% en peso a 72ºC durante 20 minutos. Se aclaró la muestra y se colocó en un baño de tintura de 100 ml que contenía el 1% en peso de o bien Amarillo Tectilon 2G, Rojo Tectilon 2B o bien Azul Tectilon 4R y vehículo Tanalon HIW al 0,5% (Sybron Chemicals, Birmingham, NJ) a pH 3. Se calentó el baño de tintura hasta 100ºC durante 90 minutos. Entonces se aclaró la muestra con agua y se trató con disolución Erional PA al 4% (Ciba Corporation, Greensboro, NC) a pH 4,5-5,0 a 82ºC durante 20 minutos para la fijación del colorante. Se midió la disolución de colorante restante en un espectrómetro visible para calcular el agotamiento.
Se utilizaron también colorantes ácidos Tectilon sin un vehículo de una manera idéntica a la anterior.
B: Colorantes ácidos Lanaset en ausencia de vehículo
Se tejió el hilo de tipo hilado para dar una muestra de calcetín. Se puso una muestra de calcetín de 5 gramos en una disolución de descrudado que contenía Merpol HCS al 2% y ácido acético al 1% a 72ºC durante 20 minutos. Se aclaró la muestra y se colocó en un baño de tintura de 100 ml que contenía el 2% de o bien Amarillo Lanaset 2R, Rojo Lanaset 2B o bien Azul Lanaset 2R a pH 3. Se calentó el baño de tintura hasta 100ºC durante 90 minutos. Luego se aclaró la muestra con agua y se trató con disolución de Erional PA al 4% a pH 4,5-5,0 a 82ºC durante 20 minutos para la fijación del colorante. Se midió la disolución de colorante restante en un espectrómetro de intervalo visible para calcular el agotamiento.
Prueba de tracción de hilos de fibra
Se llevó a cabo la prueba de tracción a 70ºF (21ºC), humedad relativa del 65%, en un aparato de prueba de tipo Instron. Se torcieron las muestras de hilo, 1,18 giros por cm (3 giros por pulgada) y se sometieron a prueba a una velocidad de cruceta de 9,14 cm/minuto (3,6 pulgadas/minuto) a una longitud de referencia de 15,24 cm (6 pulgadas). Se utilizaron cinco muestras para cada objeto sometido a prueba.
Ejemplos
Los siguientes ejemplos se presentan para el fin de ilustrar la invención y no pretenden ser limitativos. Todas las partes, porcentajes, etc., están en peso a menos que se indique lo contrario.
Por conveniencia, los ejemplos se refieren a la presencia de "Me-BHMT" o "polímero de Me-BHMT" con respecto al aditivo polimérico que tiene R siendo metilo, ya que tales compuestos se comparan con aditivos poliméricos similares que no están metilados. Además, los ejemplos se refieren a Me-BHMT en porcentaje en moles por conveniencia, cuando se hace referencia en realidad a las unidades de repetición correspondientes del aditivo polimérico y a las unidades poliméricas.
Ejemplo 1
Se preparó una composición de poli(tereftalato de trimetileno) que puede teñirse con ácido con poli(6,6'-imino-bis-hexametilen-adipamida) como el aditivo polimérico.
En este ejemplo, se produjo el aditivo polimérico poli-6,6'-metilimino-bis-hexametilen-adipamida en dos etapas mediante la metilación polimérica tal como sigue: en la etapa uno, se cargaron en primer lugar 215 g (1 mol) de bis(hexametilen)triamina (BHMT), 174 g (1 mol) de adipato de dimetilo, 4,5 g de ácido fosforoso y 27 g (1,5 moles) de agua en un matraz de tres bocas equipado con un agitador mecánico y un termopar. Se calentó la mezcla lentamente hasta 220ºC mientras que se destilaba el subproducto de metanol. Después de que se completó la destilación, se redujo lentamente la presión en el matraz mediante una bomba de vacío hasta 0,3-0,5 mm Hg a 220ºC y se mantuvo durante 10-20 minutos. Se enfrió el polímero fundido y se molió en copos.
En la etapa 2 se disolvió el polímero anterior en 300 g (6 moles) de ácido fórmico y 300 ml de agua. Se filtró la disolución y se cargó con 150 g de disolución de formaldehído al 37% (2 moles). Se calentó la disolución hasta 100ºC durante 30 minutos. Luego, se sustituyó el condensador a reflujo por una cabeza de destilación y se extrajo el disolvente a vacío hasta que se eliminó completamente el disolvente a aproximadamente 240ºC. Se enfrió el polímero fundido hasta temperatura ambiente y se molió en copos para producir el aditivo polimérico metilado (poli-(6,6'-metilimino-bis-hexametilen-adipamida)).
Se preparó poli(tereftalato de trimetileno) (3GT) en un procedimiento de dos recipientes discontinuo, a gran escala. Se añadió tereftalato de dimetilo fundido a un catalizador de titanato de tetraisopropilo y 1,3-propanodiol (Tyzor TPT, DuPont) en un recipiente de transesterificación y se aumentó la temperatura hasta 210ºC mientras se eliminaba el metanol. Se transfirió el intermedio resultante a un recipiente de policondensación, en el que se redujo la presión hasta un milibar (10,2 kg/cm^{2}) y se aumentó la temperatura hasta 250ºC. Cuando se alcanzó la viscosidad del fundido deseada, se aumentó la presión y se sometió a extrusión el polímero, se enfrió y se cortó en gránulos. Se polimerizaron en fase sólida los gránulos hasta una viscosidad intrínseca de 1,3 dl/g en una secadora por volteo que funcionaba a 212ºC.
Se combinó el aditivo polimérico metilado preparado previamente y se hizo reaccionar con el 3GT en una prensa extrusora de doble husillo antes de la hilatura. Se combinó suficiente aditivo polimérico metilado (300 g) y se hizo reaccionar con 10 libras (4540 g) de 3GT para formar un copolímero que contenía el 4,0% en moles de grupo amina terciaria (basado en los moles totales de unidades de repetición de polímero incluyendo las unidades de repetición del aditivo polimérico). Tras combinar y mezclar en seco los polímeros a temperatura ambiente durante 3 - 5 minutos, se hiló el copolímero fundido a 255ºC a través de una tobera de hilatura de 34 agujeros con agujeros de 0,0259 cm (10 mil) de diámetro a 500 metros/minuto, seguido de estiraje 3X a 1500 metros/minuto a 60ºC-90ºC.
También se hiló un hilo control del 3GT usado en este ejemplo en la unidad de hilatura de doble husillo a 255ºC a través de una tobera de hilatura de 34 agujeros con agujeros de 0,0259 cm (10 mil) de diámetro a 500 metros/minuto, seguido de estiraje 3X a 1500 metros/minuto a 60ºC-90ºC.
Las propiedades físicas de la fibra de 3GT que contenían el 4,0% en mol de grupo amina terciaria (del Me-BHMT) fueron satisfactorias tal como se muestra en la tabla 1. El polímero modificado pudo teñirse con ácido tal como se muestra mediante los resultados de la prueba de agotamiento del colorante en la tabla 2. El hilo de 3GT control no pudo teñirse con ácido.
Ejemplo 2
En este ejemplo se produce el aditivo polimérico a partir del Me-BHMT, que se obtuvo (etapa 1) acoplando 6-aminocapronitrilo para formar 6,6'-imino-bis-(hexanonitrilo) tal como se describe en la patente estadounidense número 4.906.783; (etapa 2) metilación en condiciones de reacción habituales usando formaldehído y ácido fórmico y (etapa 3) hidrogenación sobre un catalizador de cobalto Raney. Luego (etapa 4), se cargaron 108 g (0,471 moles) de Me-BHMT, 82 g (0,471 moles) de adipato de dimetilo, 0,97 g de ácido fosforoso y 12,9 g (0,71 moles) de agua en un matraz de tres bocas equipado con agitador mecánico y un termopar. Se calentó la mezcla lentamente hasta 190ºC mientras se destilaba el subproducto de metanol. Después de que se completó la destilación, se redujo la presión del matraz mediante una bomba de vacío hasta 0,3-0,5 mm Hg a 190ºC (y se mantuvo) durante 15 minutos. Se enfrió el polímero fundido y se molió en copos para producir el aditivo polimérico metilado. A continuación se combinaron 298 g del aditivo polimérico metilado con 2178 g (7 libras) de 3GT y se hilaron para dar hilos de 3GT en un procedimiento similar al descrito en el ejemplo 1. Esto produjo un polímero de 3GT modificado con el 4,0% en moles de polímero de Me-BHMT. Las propiedades físicas de la fibra de 3GT y los resultados de la prueba de agotamiento del colorante se muestran en las tablas 1 y 2 a continuación.
Ejemplo 3
Se preparó 3GT modificado con el 2,0% en moles de Me-BHMT de una manera similar al ejemplo 1, excepto que se combinaron en fundido 259 g de aditivo polimérico metilado y se hicieron reaccionar con 7718 g (17 libras) de 3GT antes de la hilatura. Esta fibra copolimérica se tiñó menos intensamente que la fibra del ejemplo 1. La tabla 1 muestra las propiedades de tracción y la tabla 2 los resultados de la tintura.
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Ejemplo 4
Se preparó 3GT modificado con el 3,5% en moles de Me-BHMT de una manera similar al ejemplo 2, excepto que se combinaron 150 g de aditivo polimérico metilado y se hicieron reaccionar con 2724 g (6 libras) de 3GT antes de la hilatura. La tabla 1 muestra las propiedades de tracción. No se llevaron a cabo pruebas de tintura con esta
muestra.
Las propiedades físicas del hilo hilado de los ejemplos 1, 2, 3 y 4 se describen en la tabla 1 a continuación. Los datos de agotamiento del colorante se presentan en la tabla 2. Las propiedades físicas y el agotamiento del colorante de hilo hilado comparable preparado usando BHMT (sin un sustituyente metilo en R) del documento WO 01/34693, que se incorpora por referencia, ejemplos 1-3, se presentan en las tablas 1A y 2A a continuación.
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TABLA 1 Propiedades físicas del hilo de 3GT que contiene Me-BHMT
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TABLA 1A Propiedades físicas del hilo de 3GT que contiene BHMT
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La tabla 1 muestra que las propiedades de fibra de las fibras de 3GT preparadas con composiciones de 3GT preparadas con polímero de Me-BHMT tenían propiedades físicas sólo ligeramente disminuidas en comparación con el control. Es importante mantener el aditivo polimérico relativamente seco y controlar las condiciones de hilatura para obtener buenas propiedades.
La disminución de las propiedades físicas se debe a la pérdida de VI. Las propiedades físicas de la fibra de 3GT modificada con polímero de Me-BHMT son mejores que las de la fibra de 3GT modificada mediante polímero de BHMT tal como se muestra en la tabla 1A.
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TABLA 2 Agotamiento del colorante ácido sobre tejido de 3GT que contiene Me-BHMT
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TABLA 2A Agotamiento del colorante con BHMT
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La tabla 2 muestra que la adición del polímero de Me-BHMT aumenta la capacidad de tintura con ácido de 3GT significativamente. Al nivel del 4% en moles, la captación del colorante ácido estaba en el intervalo del 80-90% para amarillo, rojo y azul, dando como resultado un tejido intensamente matizado. Al nivel del 2% en moles, el amarillo está en un nivel de tintura intenso debido a que Amarillo Lanaset 2R tiene una afinidad muy alta por la fibra. Comparando las tablas 2 y 2A puede observarse que el aditivo polimérico de Me-BHMT tiene un agotamiento del colorante significativamente mejor que el aditivo polimérico de BHMT, particularmente a niveles de adición más altos (\approx3% en moles o más).
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Ejemplo 5
En los ejemplos 5a a 5d a continuación se prepararon composiciones adicionales adecuadas para mejorar la capacidad de tintura con ácido de la fibra de 3GT.
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Ejemplo 5a
MeDBT - 1,5% en moles
Se preparó poli(tereftalato de trimetileno) modificado con el 1,5% en moles de 4,4'-metilimino-bis-butilamina (metildibutilentriamina, MeDBT) de una manera similar al ejemplo 2 (etapa 4), excepto que se mezclaron 0,73 g de aditivo polimérico metilado (pimienta y sal) con 26,27 g de PTT y se hiló con prensa.
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Ejemplo 5b
MeDBT - 4,5% en moles
Se preparó poli(tereftalato de trimetileno) modificado con el 4,5% de 4,4'-metilimino-bis-butilamina (metildibutilentriamina, MeDBT) de una manera similar al ejemplo 2 (etapa 4), excepto que se mezclaron 2,19 g de aditivo polimérico metilado (pimienta y sal) con 24,81 g de PTT y se hiló con prensa.
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Ejemplo 5c
Me2TBT - 1,5% en moles
Se preparó poli(tereftalato de politrimetileno) modificado con el 1,5% en moles de 5,10-diaza-5,10-dimetil-1,14-tetradecanodiamina (dimetiltributilentetramina, Me2TBT) de una manera similar al ejemplo 2 (etapa 4), excepto que se mezclaron 0,62 g de aditivo polimérico metilado (pimienta y sal) con 26,38 g de PTT y se hiló con prensa.
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Ejemplo 5d
Me2TBT - 4,5% en moles
Se preparó poli(tereftalato de trimetileno) modificado con 4,5% en moles de 5,10-diaza-5,10-dimetil-1,14-tetradecanodiamina (dimetiltributilentetramina, Me2TBT) de una manera similar al ejemplo 2 (etapa 4), excepto que se mezclaron 1,86 g de aditivo polimérico metilado (pimienta y sal) con 25,14 g de PTT y se hiló con prensa.
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Ejemplo 6
Se preparó una fibra bicomponente tal como sigue: se mezclaron por volteo 150 g de aditivo polimérico de Me-BHMT preparado como en el ejemplo 1 y 4,5 kg (10 libras) de 3GT y se combinaron en una prensa extrusora de doble husillo a 230ºC. Se secaron los gránulos resultantes a 120ºC durante 16 horas y se vertieron en una tolva y se sometieron a extrusión a través de una tobera de hilatura bicomponente para dar una fibra a 255-265ºC. Al mismo tiempo, se añadieron los gránulos de poli(tereftalato de etileno) (Crystar® 4451 poli(tereftalato de etileno), DuPont) a otra tolva, se sometieron a extrusión a 275-285ºC en la misma tobera de hilatura formando una fibra bicomponente con cantidades iguales de poli(tereftalato de etileno) y poli(tereftalato de trimetileno), conteniendo sólo el último modificador de colorante ácido. Se hilaron en fundido los polímeros a través de una tobera de hilatura de 68 agujeros para formar 34 filamentos bicomponentes de sección transversal en forma de muñeco de nieve yuxtapuestos (50/50 v/v) justo debajo de la cara de la tobera de hilatura. (Un ejemplo de una sección transversal de este tipo se ilustra en la figura 4 de la patente estadounidense número 3.671.379). Se mantuvo la tobera de hilatura a 275ºC. Se hilaron los filamentos pasando una zona de enfriamiento de 1,7 m (66 pulgadas) de largo a través de aire de flujo transversal a temperatura ambiente moviéndose a 4,27 cm/s (0,14 pies/s), pasando una punta de acabado para lubricar el hilo y en un rodillo de alimentación a 60ºC con una velocidad superficial de 742 metros/minuto. Entonces se estiró este hilo 3,5X con un rodillo de estiraje a 90ºC con una velocidad superficial de 3200 metros/minuto y luego en un rodillo de tratamiento térmico a 150ºC que funcionaba a 2600 metros/minuto, sobre un rodillo de enfriamiento brusco de 2600 metros/minuto que funcionaba a temperatura ambiente y sobre un bobinado. El hilo tenía 34 filamentos y tras la relajación en caliente, manifestó espontáneamente un rizado helicoidal. Las propiedades físicas del hilo bicomponente resultante se muestran en la tabla 3.
En este ejemplo se sometió a prueba la propiedad de tracción torciendo tres giros por pulgada, utilizando una velocidad de cruceta de 7,62 cm/min (3 pulgadas/minuto) y a una longitud de referencia de 12,7 cm (5 pulgadas).
El control era una fibra bicomponente producida tal como anteriormente, excepto que no contenía aditivo polimérico.
TABLA 3 Propiedades físicas de los hilos bicomponentes de 3GT/2GT
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Se disminuyó ligeramente la tenacidad del hilo bicomponente en comparación con la muestra control, pero las propiedades físicas mostradas están dentro de un intervalo aceptable para muchas aplicaciones que requieren una fibra bicomponente que pueda teñirse. El hilo se tejió para dar calcetines y se tiñó con colorantes ácidos de colores beige y gris claro. Los colores parecían sólidos a pesar de que no se modificó la capacidad de tintura de la parte de poli(tereftalato de etileno).
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Ejemplo 7
Se preparó un aditivo polimérico de una manera similar a la descrita en el ejemplo 2 con la excepción de que no se añadió agua. En este procedimiento se cargaron 161,4 g (703,5 mmoles) de Me-BHMT, 121,9 g (700,0 mmoles) de adipato de dimetilo y 1,99 g (14 mmoles, 2% en moles) de ácido fenilfosfínico en un matraz de fondo redondo de tres bocas de 1 l equipado con agitación mecánica, un termopar, una aguja de jeringuilla para la introducción de una purga de nitrógeno y una cabeza de destilación de corto recorrido. Bajo una purga de nitrógeno ligera se calentó la mezcla, rápidamente hasta 200ºC, punto en el que comenzó a destilarse el subproducto de metanol. La destilación del metanol requirió 33 minutos, tiempo durante el que la temperatura de reacción se mantuvo entre 200-207ºC. En este momento se paró la purga de nitrógeno y se redujo la presión de matraz (< 1 mm Hg) usando una bomba de vacío y se elevó la temperatura de reacción hasta 210-214ºC. Tras 27 minutos a vacío se apagó el calentamiento y se dejó enfriar la mezcla de reacción a vacío. Cuando se enfrió, se recuperó el producto sólido y se molió para dar 218 g (92%) de aditivo polimérico incoloro. Este aditivo polimérico tenía una viscosidad relativa de aproximadamente 7,6 y el análisis (mediante despolimerización y cromatografía de gases) mostró que contenía aproximadamente 32 moles por millón de gramos (mpmg) de BHMT. Una muestra de ácido polimérico preparado de una manera idéntica al ejemplo 2, tenía una viscosidad relativa de aproximadamente 7,0 y un contenido en BHMT de 34 mpmg: Esto muestra que muy poco de Me-BHMT (menos del 1% en moles) se convirtió en BHMT.
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Ejemplo 8
Se preparó un aditivo polimérico haciendo reaccionar Me-BHMT directamente con ácido adípico como una disolución de sal acuosa concentrada. Se prepararon los 101,9 g de disolución de sal (73,7% en peso) disolviendo en primer lugar 45,88 g (200 mmoles) de Me-BHMT en 26,80 g de agua destilada en un matraz Erlenmeyer de 250 ml provisto de un manto de nitrógeno. A continuación, con agitación magnética, se añadieron 29,32 g (200 mmoles) de ácido atípico en porciones de un modo que no se obstaculizaba el mezclado. La preparación de sal estuvo completa y lista para usar cuando se hubo disuelto el ácido adípico. Se cargó una porción, 50,94 g, de esta disolución de sal a un matraz de fondo redondo de tres bocas de 250 ml equipado tal como se describe en el ejemplo 7 y a esto se añadieron 0,284 g (2 mmoles, 2% en moles) de ácido fenilfosfínico. Con agitación y una purga de nitrógeno ligera, se calentó esta mezcla hasta 200ºC durante un periodo de 11 minutos. Se destilaron el agua subproducto y añadida durante el calentamiento y posteriormente se mantuvo la mezcla de reacción durante 40 minutos a 200ºC. En este momento se paró la purga de nitrógeno y se redujo la presión del matraz tal como se describe en el ejemplo 7. Se paró el calentamiento tras 20 minutos a presión reducida a 200ºC. Se enfrió a vacío el producto de reacción, se recuperó y se molió para dar 28,6 g (84%) de ácido polimérico incoloro. Este aditivo polimérico tenía una viscosidad relativa de 8,2 y un contenido en BHMT de 56 mpmg. Esto muestra que muy poco Me-BHMT (menos del 2% en moles) se convirtió (desmetiló) en BHMT.

Claims (17)

1. Composición polimérica de poliéster que puede teñirse con ácido que comprende (a) polímero de poliéster y (b) aditivo polimérico que comprende unidades de repetición que tienen la fórmula:
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o sales del mismo, en la que A, B y Q, que pueden ser iguales o diferentes, se seleccionan de sustituyentes alifáticos o aromáticos siempre que al menos cuatro átomos de carbono separen cada dos grupos de nitrógeno, R es un grupo alifático o aromático, a es de 1 a 5, y n es de 3 a aproximadamente 1.000.
2. Composición según la reivindicación 1, en la que a es 1.
3. Composición según la reivindicación 1, en la que a es mayor que 1.
4. Composición según la reivindicación 1, en la que a es de 2-5 y n es desde 3 hasta aproximadamente 100.
5. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que n es desde 3 hasta aproximadamente 20.
6. Composición de poliéster que puede teñirse con ácido según la reivindicación 4, en la que el polímero es poli(tereftalato de trimetileno), poli(tereftalato de etileno) o poli(tereftalato de tetrametileno).
7. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que A, B y Q se seleccionan de sustituyentes alquileno que contienen desde 4 hasta 20 carbonos y sustituyentes arileno que contienen desde 6 hasta 18 carbonos.
8. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que R es alquilo C_{1}-C_{8}, y A y B son alquileno C_{4}-C_{8} y Q es alquileno C_{4}-C_{10}.
9. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el aditivo polimérico se prepara polimerizando (i) poliamina que contiene unidad(es) de amina terciaria o sales de la misma y (ii) otras unidades monoméricas, y la poliamina se selecciona de aquellas que tienen la fórmula:
H_{2}N(CH_{2})_{x}[NR(CH_{2})_{y}]_{a}NH_{2}
o sales de la misma, en la que x e y, que pueden ser iguales o diferentes, son de 4 a 10, a es de 1 a 5 y R es un grupo alquilo que contiene de 1 a 8 carbonos en una cadena lineal o ramificada.
10. Composición según la reivindicación 9, en la que la poliamina se selecciona del grupo que consiste en: metil-bis-(hexametilen)triamina, metildibutilentriamina y dimetiltributilentetraamina o sales de las mismas.
11. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la amina terciaria del aditivo polimérico está parcial o totalmente salinizado con ácido fosforoso, ácido fosfórico, ácido pirofosfórico o ácido fenilfosfínico.
12. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en la que el aditivo polimérico no es una sal.
13. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende de aproximadamente 44 a aproximadamente 480 moles de unidades de amina terciaria/por millón de gramos de la composición polimérica.
14. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en forma de una fibra.
15. Composición preparada tiñendo con ácido la composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
16. Procedimiento que comprende (a) proporcionar la composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores y (b) teñir con ácido la composición.
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17. Procedimiento para la preparación de un compuesto polimérico con unidades de repetición que tienen la fórmula:
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o sales del mismo, en la que A, B y Q, que pueden ser iguales o diferentes, se seleccionan de sustituyentes alifáticos o aromáticos siempre que al menos cuatro átomos de carbono separen cada dos grupos de nitrógeno, R es un grupo alifático o aromático, a es de 1 a 5 y n es de 3 a aproximadamente 1.000, comprendiendo el procedimiento (1) polimerizar (a) poliamina que contiene unidad(es) de amina secundaria o sales de la misma y (b) ésteres o ácidos dicarboxílicos alifáticos o aromáticos, para formar una poliamida, y (b) alquilar unidades de amina secundaria de la poliamida.
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6576340B1 (en) * 1999-11-12 2003-06-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Acid dyeable polyester compositions
US6600075B1 (en) * 2001-11-13 2003-07-29 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for the preparation of tertiaŕy amines from primary amines and nitriles
WO2003065433A1 (fr) * 2002-01-28 2003-08-07 Mitsubishi Chemical Corporation Detergent liquide pour substrat de dispositif semi-conducteur et procede de nettoyage
US6641916B1 (en) 2002-11-05 2003-11-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Poly(trimethylene terephthalate) bicomponent fibers
KR101084480B1 (ko) 2002-12-23 2011-11-21 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) 이성분 섬유 공정
US20070035057A1 (en) * 2003-06-26 2007-02-15 Chang Jing C Poly(trimethylene terephthalate) bicomponent fiber process
US20050272336A1 (en) * 2004-06-04 2005-12-08 Chang Jing C Polymer compositions with antimicrobial properties
US20060041039A1 (en) * 2004-08-20 2006-02-23 Gyorgyi Fenyvesi Fluorescent poly(alkylene terephthalate) compositions
US7357985B2 (en) * 2005-09-19 2008-04-15 E.I. Du Pont De Nemours And Company High crimp bicomponent fibers
US20070219516A1 (en) * 2006-03-14 2007-09-20 Tyco Healthcare Group Lp X-ray detectable element for association with surgical absorbent substrates and method of making
US20080135662A1 (en) * 2006-12-06 2008-06-12 Chang Jing C Melt-spun elastoester multifilament yarns
BRPI0806695A2 (pt) * 2007-01-12 2014-06-03 Univ Colorado Composições e métodos para aumentar a tolerância à produção de produtos químicos produzidos por microorganismos
US8048624B1 (en) 2007-12-04 2011-11-01 Opx Biotechnologies, Inc. Compositions and methods for 3-hydroxypropionate bio-production from biomass
JP5066700B2 (ja) * 2009-09-14 2012-11-07 葉正濤 ポリアミド及びポリオレフィンの濃い染め製造プロセス
US8809027B1 (en) 2009-09-27 2014-08-19 Opx Biotechnologies, Inc. Genetically modified organisms for increased microbial production of 3-hydroxypropionic acid involving an oxaloacetate alpha-decarboxylase
GB2487866A (en) 2009-09-27 2012-08-08 Opx Biotechnologies Inc Method for producing 3-Hydroxypropionic acid and other products
WO2011063363A2 (en) * 2009-11-20 2011-05-26 Opx Biotechnologies, Inc. Production of an organic acid and/or related chemicals
US8759430B1 (en) 2010-06-02 2014-06-24 Aquadye Fibers, Inc. Acid dyed polyester (PET) or olefin yarns and textile fabrics using such yarns
SG11201501013PA (en) 2012-08-10 2015-04-29 Opx Biotechnologies Inc Microorganisms and methods for the production of fatty acids and fatty acid derived products
CN103667895B (zh) * 2012-08-31 2016-01-20 宝山钢铁股份有限公司 一种冷成型用高强薄带钢的制造方法
CA2905602A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Sarah M. Hoyt Flash evaporation for product purification and recovery
WO2014146026A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Opx Biotechnologies, Inc. Bioproduction of chemicals
JP6486907B2 (ja) * 2013-05-30 2019-03-20 ロディア オペレーションズRhodia Operations Me−bhtを含むポリアミド、そのようなポリアミドを含む組成物、そのようなポリアミドまたはそのような組成物を含む造形品
CN106795483A (zh) 2013-07-19 2017-05-31 嘉吉公司 用于生产脂肪酸和脂肪酸衍生产物的微生物及方法
US11408013B2 (en) 2013-07-19 2022-08-09 Cargill, Incorporated Microorganisms and methods for the production of fatty acids and fatty acid derived products
EP2993228B1 (en) 2014-09-02 2019-10-09 Cargill, Incorporated Production of fatty acid esters
EP3577227A4 (en) 2017-02-02 2020-12-30 Cargill Inc. GENETICALLY MODIFIED CELLS PRODUCING C6-C10 FATTY ACID DERIVATIVES
EP4073301A1 (en) 2019-12-10 2022-10-19 DuPont Industrial Biosciences USA, LLC Carpet made from self-bulking ptt-containing bicomponent fibers
MX2022013968A (es) 2020-07-02 2022-11-30 Dupont Ind Biosciences Usa Llc Metodo para producir fibras bicomponentes y articulos que las comprenden.
CN112410925B (zh) * 2020-11-26 2022-05-03 华峰化学股份有限公司 一种酸性可染氨纶纤维的制备方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1107267A (en) 1963-09-23 1968-03-27 Ici Ltd Method of improving acid dyeability of fibre-forming polymers
US3553290A (en) 1968-04-10 1971-01-05 Du Pont Spandex fibers stabilized with condensates of substituted phenols and divinyl benzenes
US3616160A (en) * 1968-12-20 1971-10-26 Allied Chem Dimensionally stable nonwoven web and method of manufacturing same
US3646594A (en) * 1969-06-11 1972-02-29 Health Education Elfare Usa Process for removal of acidic materials from fluids
JPS4833421B1 (es) * 1970-03-10 1973-10-13
CA974340A (en) 1970-06-25 1975-09-09 Fiber Industries Acid dyeable polyester
JPS4732184A (es) 1971-04-01 1972-11-14
BE785964A (fr) 1971-07-07 1973-01-08 Monsanto Co Derives condenses de polyalkylenepolyamines
JPS5123976B2 (es) 1972-02-02 1976-07-21
JPS5115866B2 (es) 1972-02-22 1976-05-20
US4001189A (en) 1973-09-17 1977-01-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Fibers of acid-dyeable polyester having tetramethylpiperidine groups attached through oxyalkalene linkages to ends of polymer chains
US3901853A (en) 1973-09-17 1975-08-26 Du Pont Acid-dyeable fibers of polyester modified with a tetramethylpiperidine compound having two ester-forming groups
US4001190A (en) 1973-09-17 1977-01-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Acid-dyeable fibers of polyester modified with tetramethylpiperidine polyether glycols
US3932126A (en) 1973-10-05 1976-01-13 Martin Processing Co., Inc. Dyeing assistant composition containing organic amines and carboxylic acids for coloring polyester material with acid dyes
US4145473A (en) 1975-02-05 1979-03-20 E. I. Du Pont De Nemours And Company Antistatic filament having a polymeric sheath and a conductive polymeric core
DE2642980A1 (de) 1976-09-24 1978-03-30 Bayer Ag Tiefanfaerbende polycaprolactamfasern und -faeden
JPS57195144A (en) 1981-05-27 1982-11-30 Teijin Ltd Polyester composition
JPH0227379B2 (ja) 1982-11-16 1990-06-15 Teijin Ltd Horiesuterusoseibutsu
JPH0726008B2 (ja) 1987-03-31 1995-03-22 住友化学工業株式会社 熱可塑性樹脂組成物の製造法
JPH0819351B2 (ja) 1988-06-09 1996-02-28 サカタインクス株式会社 顔料分散剤及びそれを用いたオフセット印刷インキ組成物
FR2660316B1 (fr) 1990-03-30 1994-03-11 Rhone Poulenc Chimie Copolyamides semi-aromatiques semi-cristallins obtenus a partir d'acide terephtalique et de melanges comprenant une alkylpentamethylenediamine et de l'hexamethylenediamine.
US5393849A (en) 1993-10-19 1995-02-28 Georgia-Pacific Resins, Inc. Curable polyester/polyamino compositions
US5632944A (en) * 1995-11-20 1997-05-27 Basf Corporation Process of making mutlicomponent fibers
US6090494A (en) * 1998-03-09 2000-07-18 E. I. Du Pont De Nemours And Company Pigmented polyamide shaped article incorporating free polyester additive
US6331264B1 (en) 1999-03-31 2001-12-18 E. I. Du Pont De Nemours And Company Low emission polymer compositions
US6277289B1 (en) 1999-07-01 2001-08-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Treatment of aqueous aldehyde waste streams
US6576340B1 (en) * 1999-11-12 2003-06-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Acid dyeable polyester compositions
US6458455B1 (en) * 2000-09-12 2002-10-01 E. I. Du Pont De Nemours And Company Poly(trimethylene terephthalate) tetrachannel cross-section staple fiber
US6713653B2 (en) * 2001-08-24 2004-03-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyamines and polymers made therewith

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