NO117944B - - Google Patents

Description

. Fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av en ekstrudert polymetylentereftalat-polymer.

Denne oppfinnelse vedrører fremstilling av linetere colyuie-tylenteref tala.t-polymerer. -

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av en ekstrudert 1iniær polymetylentereftalrt-poly-

iaer, hvor polymeren fremstilles kontinuerlig ut fra aono.~erene i større mengder enn det som skal brukes under ekstruderingen, og er kjennetegnet ved at polymeroverskuddet blir depolyaierisert til en polymerforløper av stort sett samme sammensetning som den som alle-

rede er i "omløp i prosessen, og•at- polymerforløporen resykleres i prosessen.-

fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen by..:'på vesentlige fordeler overfor både der, konvensjonelle prosess; som omfatter fremstilling av polymerer vet norsjonsvis polyratrisecion og over-

for enhver alternativ metode av kontinuerlig drift. Mr porsjons-

vis polymerisasjon blir brukt, blir det vanligvis variasjoner i

de fremstilte porsjoner, spesielt med hensyn til molekylvekten som kan iakttas ved egenviskositeten. Disse variasjoner fører til variasjoner i det ekstruderte produkt, og disse kan bli ganske al-vorlige, spesielt ved fremstilling av syntetiske filamenter, eller de nødvendiggjør endringer i ekstruderingsbetingelsene. En kontinuerlig prosess beregnet på fremstilling av polymeren like hurtig som den forbrukes, har den iboende ulempe at enhver minskning i polymerbehovet, slik som det vanligvis oppstår ved fremstilling av syntetiske filamenter når en spinnedyse må tas ut av kretsen for rengjøring, fører til en opphopning av polymer og følgelig en økning i oppholdstid i polymerisasjonssonen eller smeltebeholderen med derav følgende endring av polymerens egenskaper og følgelig også av det ekstruderte produkt.-

Hår det i fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen en gang er etablert optimale betingelser, så kan de opprettholdes så len-ge som ønsket. Enhver endring i polymerbehovet resulterer bare i at mer eller mindre polymer blir omdannet til forløper og resyklert, idet innmatingen av monomerer blir avpasset etter utbyttet av ekstrudert produkt uten at noen endringer i polymerisasjonsbetingel-sene eller tiden hvorunder polymeren blir holdt smeltet, er nødven-dig. Da overskytende polymer kan omdannes meget hurtig til polymer-forløper, er det ingen fare tilstede for at polymeren skal bli ska-det eller drives opp til en overdrevet høy viskositet.-Oppfinnelsen kan anvendes for hvilke som helst av de lineæ-re polymetylentereftalat-polymerer som kan brukes til å fremstil-le ekstruderte produkter, for eksempel de som er avledet fra alfa-omega-polymetylenglycoler inneholdende 2 til 10 carbonatomer. Polymerer fremstillet fra etylenglycol or kommersielt sett de viktig-ste og oppfinnelsen vil bli mer spesielt beskrevet i forbindelse hermed, idet det ved polymerisasjonen anvendes tereftalsyre og etylenglycol som monomerer. Let vil imidlertid forståes at også andre egnete monomerer kan anvendes, som for eksempel dialkylte-reftalat som bringes til å reagere med en glycol, spesielt dialkyl-tereftalat hvori alkylgruppen inneholder 1 til 10 carbonatomer, idet dimetyltereftalat er spesielt brukbar på grunn av flyktighe-ten for metanol som frigjøres under prosessens begynneleestrinn.-Ut trykk t "forløper som her brukt, menes å omfatte ethvert produkt oppnådd ved reaksjon mellom det anvendte alkylenglycol med den fremstilte overskytende polymetylentereftalat-polymeren. Når for eksempel etylenglycol reagerer med en høymolekylær polyetylen- tereftalatpolymer under spesielle reaksjonsbetingelser* kan det oppnås monomer bis(2-hydroksyetyletyl)tereftalat. Under andre reaksjonsbetingelser kan det oppnås en forpolymer som er avledet fra det monomere tereftalat og som har en lavere egenviskositet enn det endelige produkt. Naturligvis kan det også oppnås en blanding av monomer tereftalat og en forpolymer. Uansett sammensetningen av forløperen så vil denne ha en egenviskositet som er lavere enn egenviskositeten til den endelige polymetylentereftalat-polymeren fremstilt for ekstrudering, og denne egenskap kan det gjøres bruk av for å bestemme det nøyaktige tidspunkt for gjennomføring av for-løperen i prosessen.- ;Det er vanlig å utføre polymerfremstillingen i tre adskilte kar. I det første blir monomeren oppvarmet under dannelse av det monomere (hydroksyalkyl)tereftalat. Så kan et glycol og tereftalsyren oppvarmes under avdestillering av reaksjonsvannet. Det monomere tereftalat kan så mates til et annet kar hvor det blir oppvarmet til polymerisasjonstemperatur, for eksempel 325 C, og under redusert trykk, for eksempel 5 til 200 mm kvikksølv, under dannelse av en lavmolekylær polymer, for eksempel en som har en egenviskositet på fra 0,1 til 0,4. Til slutt blir så denne lavmolekylære polymer oppvarmet fortrinnsvis i et tredje kar, fremdeles ved polyme-risas jonetemperaturen, men under lavt trykk, for eksempel 0,5 til 10 mm kvikksølv, for avdestillering av ytterligere glycol og fremstilling av en sluttpolymer med den ønskete egenviskositet for fremstilling av det ekstruderte produkt, for eksempel filamenter. Gly-colen som dannes under fremstillingen av den lavmolekylære polymer og under sluttpolymerisasjonen, kan anvendes uten rensning både for fremstilling av forløper fra den overskytende høymolekylære polymer og vad fremstillingen av det monomere polyinetylen(hydroksy-alkyl)tereftalat. Ved fremstilling av den monomere tereftalat ad glycolveien, er det foretrukket å bruke et overskudd av glycol, fortrinnsvis noe mer enn 2 mol glycol pr. mol tereftalsyre. Ved fremstilling av forløperen fra overskytende høymolekylær polymer, kan det bruken opp til 2 mol glycol pr. mol tereftalsyre bundet i den overskytende polymeren. Rent generel"; kan det sies at jo høye-re glycolforhuldet er, desto lavere blir molekylvekten for den dannete forløper som antydet ved egenviskoniteten.-Den anvondte temperatur ved fremstilling av forløperen fra den nøymoleky: .ære polymer kan variere fru kokepunktet til den anvendte alkylenglydol til temperatuarer eoi nærmer seg dem som ligger like opp til det punkt hvor den fremstilte forløper vil bli ødelagt, men den ligger fortrinnsvis mellom 235°G og 325°C. fremstillingen av forløperen kan foretas ved atmosfæretrykk, redusert eller for-høyet trykk, caen det er foretrukket å oruke at••iosfæretrykk eller forhøyet trykk, for ek3empel irt: 1,4 til 3,13 kg/cu<*1>. La høyt trykk muliggjør at oppvarmingen \ > n utføres til høyere te.iiperfc.tur, ken reaksjonshsstigheten som fører til dannelsen ev den ønskete forlø-per, økes merkbart.-

fremgangsmåten i henhold til oppiinnelsen :~r;vendt nå fremstillingen av bis(2-hydrokGyetyl)tereftalst fra tereftalsyre og etylenglycol er vist skjematisk i den medfølgende tegning, 'regnin-gen viser en reaktor 10 forsynt med en tereftalsyreinnløpsledning 11 og er glycolinnløpsletining 12 og blir holdt på en temperatur som varierer fra 200°C til 273°G. Mengdene av tereftalsyre og etylenglycol som tilføres reaktoren, varierer fra to til tre mol glycol pr. mol tereftalsyre. Under forestringsrecksjonen fjernes det dannete vann i form av damp gjennom avløpsledningen 13. Det fremstilte produkt i reaktoren 10, som hovedsakelig består av monomer-bis (2-hydroksyetyl)tereftalat sa .amen med muligens en halvpart ester Oé lavpolymer, blir så ledet gjennom ledningen 14 til polymerisatoren 15 hvor den begynnende polymerisasjonsre&ksjon inntreffer ved en temperatur på fra 250°0 til 285°C og ved et trykk på fra 5 til 60 mm kvikksølv.-

Under polymerisasjonsreaksjonen kan det fjerneste etylenglycol resykleres gjennom ledningene 16 og 25 for ytterligere anvendelse. Den dannete forpolymer som har en egenviskositet på fra 0,1 til 0,4, blir så ledet gjennom ledningen 17 inn i den endelige polyme-risator Id som blir holdt på en temperatur mellom 250 og 2&5°C og ved et trykk på mellom 0,5 og 10 mm kvikksølv. I sluttpolymerisatoren 1C øker egenviskositeten til polymeren til 1,1 eller høyere på dens vei til utløpsl^dningen 21. Produktet blir fjernet når en polymer med den ønskete viskositet er oppnådd, og blir ført fra ut-løpsledningen 2"J til en ekstruderingsoperasjon, for eksempel fremstilling av filamenter eller film.-

Overskytende polymer utover det som behøves for ekstruderin- - gen, blir returnert frc. ledningen 21 gjennom ledningen 22 som er oppvarmet, ikke bare for å holce den overskytende polymer i smeltet tilstand, men også for å tilføre tilstrekkelig varme for reaksjo-nen med tilsatt etylenglycol for dannelse av forløper som beskrevet i det følgende. Etylenglycolen som blir fremstilt i sluttpolymerisatoren, kan tilsettes via ledningene 19 og 20 til den overskytende polymer i oppvarmét ledning 22 for fremstilling av polymerforløpe- ren. Hvis tilstrekkelig etylenglycol blir gjenvunnet fra sluttpolymerisatoren for frembringelse av en forløper ekvivalent med den gjennomslittlige sammensetning av innholdet i karet 15, kan forlø-peren resykleres via ledningen 22 gjennom ledningen 24 til karet 15. Hvis mengden av etylenglycol fra sluttpolymerisatoren i ledningen 20 ikke er tilstrekkelig, kan ytterligere etylenglycol tilfø-res gjennom ledningen 20 eller ledningen 22. Hvis forløperen tiar en passende sammensetning, ksn den mates tilbake til sluttpolymerisatoren via ledningen 23 eller til forestringsreaktoren via ledning 22. Mengdene av fremstilt forpolymer og monomert materiale kan reduseres for å avbalansere enhver økning i resyklert forløper ved å regulere materialstrømmen som mates inn via ledningene 11 og 12.-

Een foretrukne fremgangsmåte er å overføre den overskytende smeltete polymer i ledningen 22 til forestringsreaktoren 10. Under disse forhold blir. verdiene av driftsparametrene, spesielt strøm-ningshastigheten, nivå og oppholdstid for reaktantene i alle kare-ne holdt uforandret. Mengden av etylenglycol tilsatt den høymole-kylære polymer for fremstilling av forløperen kan være den mengde som normalt ville bli matet inn samtidig med tereftalsyren via ledningen 11 for fremstilling av bis(2-hyd.roksyetylen)terefts.latpro-dukt. Under disse forhold ville matning av etylenglycol via ledningen 12 bli avbrutt. Alternativt behøves det ikke å tilsettes noe glycol overhodet til den smeltete overskytende polymer i ledningen 22, idet omdannelse til forløper utføres i reaktoren 10 ved hjelp av glycol matet inn via ledningen 12. Glycol som kommer fra forpo-lymerisatoren 15 og polymerisatoren 18, blir da ført tilbake til forestringsreaktoren via ledningene IS, 25 og 12. I dette tilfelle blir den høymolekylære polymer som passer via ledningen 22, over-ført i det alt vesentlige til monomer-bis(2-hyc.roksyetyl)tereftalat i forestringsreaktoren.-

Ved fremstillingen av polymetylen-tereftalatpolymerer ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan det, hvis ønskes, tilsettes mindre mengde av vanlig anvendte modifiseringsmaterialer, for eksempel forskjellige glycoler, forskjellige dicarboksylsyrer, fargestoffer, matteringsmidler, katalysatorer og inhibitorer.-

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av en ekstrudert lineær polymetylen-tereftalat-polymer, hvor polymeren fremstilles

   kontinuerlig ut fra monomerene i større mengder enn de som skal brukes under ekstruderingen, karakterisert ved at polymeroverskuddet blir depolymerisert til en polymerforløper av stort sett samme sammensetning som den som allerede er i omløp i prosessen, og at polymerforløperen resykleres i prosessen.-