MX2008015774A - Polisulfonas y polietersulfonas con indice de amarillez reducido y procesos para su preparacion. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un proceso para la preparación de polisulfonas con un Índice de Amarillez de acuerdo con DIN 6167 menor a 19 y de polietersulfonas con un Índice de Amarillez de acuerdo con DIN 6167 menor a 30, caracterizado en que la reacción de polimerización se lleva a cabo en solventes apróticos, básicos, usando un agitador mecánico el cual pasa cerca de la pared. La presente invención también se refiere a las polietersulfonas y las polisulfonas que se pueden obtener por primera vez mediante este proceso, y al uso de estos polímeros para la producción de molduras, láminas membranas y espumas.

Description

POLISULFONAS Y POLIETERSULFONAS CON ÍNDICE DE AMARILLEZ REDUCIDO Y PROCESOS PARA SU PREPARACIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un proceso para la preparación de polisulfonas que tienen un índice de amarillez de acuerdo con DIN 6167 de menos que 19 y poliéter sulfonas que tienen un índice de amarillez de acuerdo con DIN 6167 de menos que 30. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención también se refiere a las poliéter sulfonas y polisulfonas que se pueden obtener por primera vez mediante este proceso y al uso de tales polímeros para la producción de molduras, películas, membranas y espumas. Las poliéter sulfonas y las polisulfonas pertenecen al grupo que consiste de los termoplásticos de alto rendimiento y se distinguen por su alta resistencia a la distorsión por el calor, buenas propiedades mecánicas y retardancia de flama inherente (E.M. Kochm H.-M. Walter Kunstsoffe 80 (1990) 1146; E. Doring, Kunststoffe 80 (1990) 1149) . Debido a su buena biocompatibilidad las poliéter sulfonas y las polisulfonas también se usan como materiales para la producción de membranas de diálisis (S. Savariar, G.S. Underwood, E. M. Dickinson, P. J. Schielke, A. S., Desalination 144 (2002) 15).

La preparación de las polietersulfonas y las polisulfonas se efectúa usualmente por la policondensación de bloques de construcción monoméricos adecuados en solventes apróticos dipolares a temperaturas elevadas (R. N. Johnson et al., Polym. Sci. A-l 5 (1967) 2375, J. E. McGrath et al., Polymer 25 (1984) 1827) . La preparación de las poliarilenoeter sulfonas a partir de bishalosulfonas aromáticas y bisfenoles aromáticos adecuados o las sales de los mismos en presencia de al menos un carbonato o bicarbonato de metal alcalino o de amonio en un solvente aprótico, se describe por ejemplo en: US 4 870 153, EP 113 112, EP-A 297 363 y EP-A 135 130. Todos estos procesos de preparación descritos en la literatura proporcionan polietersulfonas y polisulfonas las cuales no son completamente satisfactorias con respecto a sus propiedades ópticas. Por lo tanto, los procesos conocidos de la literatura llevan a productos que tienen un índice de amarillez alto, poco satisfactorio, de más de 30 de acuerdo con DIN 6167. Además, los productos conocidos de la literatura tienen una transmitancia, medida de acuerdo con ASTM S 1003, menor al 85% y un coeficiente de turbidez, medido por el mismo método, substancialmente arriba del 30%. El objetivo de la presente invención era por consiguiente, proporcionar un proceso para la preparación de poliéter sulfonas y polisulfonas mejoradas las cuales no tuvieran las desventajas citadas anteriormente. Sorprendentemente, el objetivo se logró llevando a cabo la polimerización en solventes apróticos, básicos con el uso de un agitador de transporte positivamente, cerca de la pared.

La polimerización en presencia de, si es apropiado, un carbonato o bicarbonato de metal alcalino o de amonio en un solvente aprótico se describe en detalle, por ejemplo, en US 4 870 153, EP 113 112, EP-A 297 363, EP 347 669 y EP-A 135 130, las cuales se incorporan expresamente como referencia en este punto. En particular, estos documentos describen, por ejemplo, las materias primas, catalizadores y solventes adecuados, las relaciones adecuadas de las substancias que participan y los tiempos de reacción y los parámetros de reacción adecuados, tales como las temperaturas de reacción o las presiones de reacción, y los métodos de desarrollo adecuados. En general, los agitadores de cruceta o los agitadores de hélice que tienen rompedores de flujo, los cuales no pasan cerca de la pared y no provocan transporte positivo, se usan como agitadores durante la polimerización en las referencias citadas anteriormente. En el mejor de los casos, los agitadores de ancla que pasan cerca de la pared, como se describen por ejemplo en EP 937749, se usan en algunos casos en el desarrollo de los materiales de polimerización.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En el proceso de acuerdo con la invención los agitadores de transporte positivo que pasan cerca de la pared también se usan durante la polimerización. Los agitadores de transporte positivo que pasan cerca de la pared pueden ser, por ejemplo, agitadores de ancla, los cuales preferiblemente se cruzan, es decir, tienen cuchillas de agitación fijas. Por ejemplo, los agitadores helicoidales descritos por . Zlokarnik en Rührtechnik-Theorie und Preaxis, 1999, página 6, se pueden usar. El uso de los asi llamados agitadores Seba o agitadores Paravisc de Ekato- como se describen, por ejemplo, en DE 4219 733, G 9208095.2, G 9208094.4 y G 9208096.0 y Handbuch der Rühterchnik, 2da edición 2000, página 85 - es particularmente preferido. Los agitadores de transporte positivo con d/De > 0.9 se usan preferiblemente. El uso de los agitadores de transporte positivo que pasan cerca de la pared en el proceso de la invención lleva no sólo a la mejora descrita en las propiedades de las poliéter sulfonas y las polisulfonas . Una ventaja adicional del proceso de acuerdo con la invención se basa en el acortamiento del tiempo de reacción y la posibilidad de llevar a cabo la reacción en una forma más concentrada. El proceso de acuerdo con la invención se distingue por la alta economía del proceso y la capacidad del proceso.

Ejemplos a) Preparación de la polisulfona o la polietersulfona Los monómeros secos, 1) diclorofenilsulfona y bisfenol A o 2) diclorofenilsulfona y dihidroxifenilsulfona, se tomaron inicialmente en cantidades equimolares, junto con carbonato de potasio bajo una atmósfera de nitrógeno en un reactor de 4 L que tenia un termómetro interno, un tubo de admisión de gas y condensador de reflujo con separador de agua, se disolvieron en N-metilpirrolidona (NMP) , con agitación y se calentaron a 190°C. El agua de la reacción se destiló y el nivel se mantuvo constante añadiendo NMP durante la reacción. La reacción se detuvo mediante dilución con NMP frió, después de lo cual se pasó (45 minutos) cloruro de metilo (.10 1/h) al lote a 140°C por 45 minutos. Después, se hizo pasar nitrógeno (20 1/h) y el lote se enfrió. El cloruro de potasio formado se separó por filtración y la solución de polímero se precipitó en agua. La viscosidad del polímero se evaluó con el índice de viscosidad (VN:ml/g). el índice de viscosidad de las polietersulfonas y las polisulfonas se determinó en una solución al 1% de fuerza en NMP a 25°C. b) Producción y propiedades ópticas de las molduras para evaluar las propiedades ópticas de los productos, se produjeron especímenes de prueba moldeados por inyección (discos redondos, 60 mm de diámetro, espesor de 2 mm) a una temperatura de fundición de 310°C (para la PSU) o 350°C (para la PES) y una temperatura de moldeado de 140°C. La medición de la transmitancia y el coeficiente de turbidez se efectuaron de acuerdo con ASTM De 1003, y el color intrínseco de los productos se determino sobre la base del índice de amarillez (YI) de acuerdo con DIN 6167. Los resultados de las pruebas con relación a la polisulfona PSU se muestran en la tabla 1. Los resultados de las pruebas con relación a la poliéter sulfona PES se muestran en la tabla 2.

Tabla 1 : Experimentos de Polimerización del PSU con diferentes agitadores Experimento 1 C3 C4 Agitador Agitador de Paravisc** Cruceta/rompedor Agitador de ancla cruzado de flujo hélice SC* 60% 60% 60% 60% Tiempo de la 5 5 9 determinación (horas) VN [ml/g] 62 63 59 63 Transmitancia 89 88 86 84 [%] índice de 1.5 1.5 4.5 Turbidez [%] YI 14 13 19 26 El contenido se sólidi (SC) se define como la masa de los lidos (los monómeros y carbonato de potasio) con relación la masa del lote total.

**) Agitador Paravisic, Ekato, Handbuch der Rührtechnikm 2da edición, 2000, página 85. Los agitadores Paravisic y de ancla cruzada son agitadores de transporte positivo que pasan cerca de la pared (compare los ejemplos 1 y 2) y los otros no (compare, los ejemplos comparativos C3 y C4) . El rendimiento fue más del 98% del teórico en todos los experimentos .

Tabla 2: Experimentos de Polimerización de la PES con diferentes agitadores Experimento 5 6 C7 C8 Agitador Agitador de Paravisc Cruceta/rompedor Agitador de ancla cruzada de flujo hélice SC* 55% 55% 55% 55% Tiempo de la 7 7 7 7 determinación (horas) VN [ml/g] 75 77 68 76 Transmitancia 86 85 84 81 [%] índice de 2.5 2.5 4.5 7 Turbidez [%] YI 23 24 31 41 Los agitadores Paravisic y de ancla cruzada son agitadores de transporte positivo que pasan cerca de la pared (compare los ejemplos 5 y 6) y los otros no (compare, los ejemplos comparativos C7 y C8). El rendimiento fue más del 98% del teórico en todos los experimentos .

Claims (7)

1. REIVINDICACIONES 1. Un proceso para la preparación de polisulfonas, que tienen un índice de amarillez de acuerdo con DIN 6167 menor a 19 y polietersulfonas que tienen un índice de amarillez de acuerdo con DIN 6167 menor a 30, caracterizado en que la polimerización se lleva a cabo en solventes apróticos, básicos con el uso de un agitador de transporte positivo que tiene un d/D > 0.9 y que pasa cerca de la pared.
2. 2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado en que, el solvente usado es NMP, NEP, sulfolano, DMF, DMAC y/o D SO.
3. 3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado en que, el agitador usado es un agitador de ancla que tiene un rompedor de flujo.
4. 4. El proceso de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado en que, se usa un agitador de ancla cruzada.
5. 5. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado en que, el agitador usado es un agitador Seba.
6. 6. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado en que, la transmitancia de acuerdo con ASTM D 1003 es mayor o igual al 85%.
7. 7. el proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado en que, el índice de turbidez de acuerdo con ASTM D 1003 es menor al 3%.