PL31840B1 - Sposób wytwarzania p roduktów kondensacji - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu wytwarzania produktów kondensacji.Wiadomo, ze mozna otrzymywac nieto- pliwe masy o duzym ciezarze czasteczko¬ wym przez ogrzewanie czterometylenodwu- aminy z dwutlenkiem wegla (C02) w zam¬ knietych naczyniach. Masy te jednakze nie posiadaja zadnej wartosci praktycznej wskutek ich nietapliwoisci. Równiez i prze¬ róbka wyzszych dwuamin z dwutlenkiem wegla w zamknietych naczyniach nie pro*- wadzi do wytwarzania produktów konden¬ sacji majacych wartosc uzytkowa.Obecnie stwierdzono, ze przez konden- sowanie kwasów aminokarbonowych z kwa¬ sami dwukarbonowymi lub ich pochodnymi mozna otrzymywac masy plastyczne o wy¬ sokim punkcie topnienia, które, w przeci¬ wienstwie do wyzej opisanych substancji nietopliwych, daja sie ksztaltowac.Kondensuje sie prawie równoczastecz- kowe ilosci kwasu aminoalkylenokarbami- nowego np. z kwasem dwukarbonowym w zamknietym naczyniu w temperaturze np 220°C i odpedza w tej samej tempera¬ turze w prózni powstajace produkty ubocz¬ ne. Otrzymana masa posiada wysoki punkt topnienia i moze byc bardzo latwo ksztal-towana. Zaleznie od czasu trwania, tempe¬ ratury i warunków reakcji mozna otrzymy¬ wac produkty o rozmaitych wlasciwosciach.Kondensacje przeprowadza sie zasadni¬ czo tak dlugo, az osiagnie sie produkt o szczególnie odpowiednich wlasciwosciach dla dalszej przeróbki. Przebieg kometensacji mozna kontrolowac przez stale badanie lep¬ kosci.Powstajace przy kondensacji z kwasami dwukarbonowymi, estrami kwasów dwukar- bonowych, bezwodnikami lub chlorkami produkty uboczne, jak wode, alkohol itd , mozna od czasu do czasu oddzielac. Lepiej Jest jednak przeprowadzac kondensacje przez pewien czas pod cisnieniem, a na¬ stepnie odpedzac produkty uboczne w próz¬ ni, osiagajac w ten sposób zupelnie jedno¬ lity produkt koncowy.Chociaz produkty kondensacji, wytwa¬ rzane sposobem wedlug wynalazku niniej¬ szego, sa stosunkowo odporne w stanie stopionym, dobrze jest jednak zapobiegac w znany sposób dzialaniu powietrza na ciekly produkt. Mozna równiez dodawac do masy kondemsowanej srodków przeciw utlenianiu.Kondensacja przebiega zasadniczo bez stosowania katalizatorów. Przy stosowaniu naczyn szklanych czesto juz potasowiec szkla dziala katalitycznie podczas konden¬ sacji. Dodawac mozna jednak tez kataliza¬ torów; nip. tlenków, weglanów lub haloidków potasowców, wapniowców lub metali kilko- wartosciowych.Przy kondensacji skladniki mozna sto¬ sowac w stanie stopionym lub tez w postaci roztworu. Odpowiednimi rozpuszczalnika¬ mi do wytwarzania roztworu sa np. fenol, krezol, ksylenol; stosowac równiez mozna acetofenon lub cykloheksanol. Do masy kondensowanej mozna tez dodawac nieroz- puszczajacego srodka rozcienczajacego, np. oleju parafinowego. Produkty uboczne, wy¬ dzielone przy kondensacji, usuwac mozna podczas kondensacji lub po jej ukonczeniu.Wydzielanie produktu kondensacji mozna przeprowadzac przez oddestylowywanie rozpuszczalnika lub przez wlewanie skon¬ densowanej masy do srodka nierozpusz- czajacego, np. do alkoholu etylowego.Jako materialy wyjsciowe stosuje sie wedlug wynalazku alifatyczne, aromatycz¬ ne, hydroaromatyczne lub mieszane alifa- tycznoaromatyczne kwasy aminokarbami- nowe lub dwtukarbaminowe. Grupy amino¬ we i kwasowe karbaminowe lub obydwie grupy kwasu karbaminowego winny byc w czasteczce celowo od siebie znacznie odda¬ lone. Reszta laczaca obydwie czynne grupy moze byc przerwana heteroatomami, np. siarka, tlenem lub grupami iminowymi.Kwasy kanbaminowe wytwarza sie w zna¬ ny sposób, np. dzialaniem dwutlenku We¬ gla na dwuaminy.Jako kwasy dwukarlbonowe stosowac mozna kwasy alifatyczne, hydroalifatyczne, aromatyczne lub mieszane alifatycznoaro- matyczftie. Najlepiej jednakze jest stosowac alifatyczne kwasy dwukarbonowe o pro¬ stym lancuchu. Lancuchy metylenowe mo¬ ga byc przerwane siarka, tlenem lub gru- parni aminowymi. Chcac uzyskac produkty kondensacji o bardzo duzym ciezarze cza¬ steczkowym trzeba przeprowadzac konden¬ sacje stosujac prawie ze równowazne ilosci obydwóch skladników. Jezeli nie jest po¬ trzebny bardzo duzy ciezar czasteczkowy produktu kondensacji, to jeden lub drugi ze skladników moze byc uzyty w nadmiarze Otrzymane produkty kondensacji sa prawie zupelnie nierozpuszczalne w zna¬ nych rozpuszczalnikach. Sa one rozpusz¬ czalne w fenolu, krezolu i stezonym kwasie solnym.Naczynia, w których przeprowadza sie kondensacje, winny byc z materialu odpor¬ nego, np. ze szkla, porcelany, emalii, sre¬ bra, zlota, platyny, chromu lub stopów ze¬ laza, zawierajacych chrom.Produkty kondensacji ulegaja przy dal- — 2 —sfcej przeróbce pewnej kondensacji dodat¬ kowej .Poniewaz jeldnak, jak juz powyzej wspomniano, zalleznie od rodzaju majace¬ go ibyc wytworzonego produktu, pozadany jest scisle okreslony stopien kondensacji, dazy sie przeto do unikniecia tej niepoza¬ danej kondensacji pózniejszej i w tym ce¬ lu dodaje isie utrwalaczy lepkosci. Jako na¬ dajace sie do tego celu okazaly sie kwasy .jednokarbaminowe lub jednokarbonowe i ich pochodne, które nie zawieraja zadnych dalszych dodatkowych grup reagujacych.Takimi sa na przyklad kwas pentametyle- nokarbaminowy, kwas dodecylokafbarnino- wy lub kwas cyMoheksyldkarbaminowy. Do¬ dawac tych utrwalaczy mozna podczas kon¬ densacji lub przed nia. W ten sposób za¬ pobiega sie w duzej mierze dalszej kon¬ densacji otrzymanego produktu.Przyklad I. 67 czesci wagowych kwasu sebacynowego i 63 czesci wagowe kwasu a, (o-aminooktometylenokarbaminowego o- grzewa sie w naczyniu, wytrzymalym na cisnienie, przez 2 godziny w temperaturze 220°C, a nastepnie przez 1V2 godziny w prózni o 3 mm cisnienia slupa rteci w tem¬ peraturze 225°C w celu odpedzenia uwol¬ nionej wody. Otrzymuje sie produkt kon¬ densacji o duzej lepkosci.Przyklad II. 67 czesci wagowych kwa¬ su sebacynowego i 63 czesci wagowe kwa¬ su a, a)-aminooktometyflendkarbamino!wego ogrzewa sie w naczyniu, wytrzymalym na cisnienie, przez 2 godziny w temperaturze 220°C. Po oziebieniu powstaje twardy nie- zabarwiony produkt, posiadajacy scisla bu¬ dowe i wskutek tego duzy ciezar wlasciwy.Produkt jest jednolity i posiada gladka po¬ wierzchnie.Przyklad III. 94 czesci wagowe kwa¬ su a, co-aminooktometylenokarbaminowego i 73 czesci wagowe kwasu adypinowego ogrzewa sie w naczyniu, wytrzymalym na cisnienie, przez 2 godziny w temperaturze 220°C. Nastepnie w naczyniu wytwarza sie próznie i kondensuje dalej przez 1 godzine w prózni przy 3^-4 mm cisnienia. Otrzyma¬ ny produkt kondensacji jest prawie bez¬ barwny i topi sie w temperaturze powyzej 210°C. Daje sie on bardzo dobrze ksztal¬ towac.Przyklad IV. 139 czesci wagowych kwasu sebacynowego, 126 czesci wagowych kwasu a, a)-aminooktometylenokarbamino- wego i 10 czesci wagowych kwasu cyklo- heksylokarbaminowego ogrzewa sie w na¬ czyniu, wytrzymalym na cisnienie, w tem¬ peraturze 225°C przez 2 godziny. Nastep¬ nie kondensuje sie dalej przez trzy kwa¬ dranse w prózni o 3 mm cisnieniu slupa rteci w temperaturze 220°C i otrzymuje sie lepki produkt. Kondensacje: przeprowadza sie jeszcze przez W/a godziny. Równiez i potem uzyskuje isie jeszcze dobrze dajacy sie ksztaltowac produkt.W próbie porównawczej z tymi samymi ilosciami kwasu sebacynowego i kwasu aminooktometylenokarbaminowego bez do¬ datku utrwalacza lepkosci produkt posia¬ dal po 30 minutach dobre wlasciwosci ksztaltowania sie, podczas gdy po 45 minu¬ tach produkt byl juz podobny do gumy.Przyklad V. 129 czesci wagowych estru dwuetylowego kwasu sebacynowego i 94 czesci wagowe kwasu aminooktometylleno- karbaminowego ogrzewa sie przez dwie go¬ dziny w temperaturze 228°C. Po 3 godzi¬ nach kondensacji w prózni o 2—3 mm cis¬ nienia, podczas której zostaje wydalony wywiazany alkohol, otrzymuje sie produkt dajacy sie dobrze ksztaltowcic.Przyklad VI. 120 czesci wagowych kwa¬ su aminoheksametylenokarbaminowego roz¬ puszcza sie wraz z 152 czesciami kwasu se¬ bacynowego w 600 czesciach krezolu i przy przepuszczaniu dwutlenku wegla 'konden¬ suje sie w temperaturze wrzenia rozpusz¬ czalnika w ciagu 5 godzin.Po oziebieniu roztworu wlewa sie go silnie mieszajac do etanolu. Wytracony produkt topi sie po wysuszeniu w tempera- — 3 —turze 214°C i wyróznia sie wybitnymi wla¬ sciwosciami plastycznymi. Krezol odzysku¬ je sie w' ilosci 585 g po oddestylowaniu etanolu.Przyklad VII. 52 czesci wagowe kwasu aminoetylenokarbaininowego ze 100 cze¬ sciami wagowymi kwasu sebacynowego ogrzewa sie przez trzy kwadranse w okra¬ glej kolibie, zaopatrzonej w mieszadlo, ter¬ mometr i rure doprowadzajaca, przy prze¬ puszczaniu slabego strumienia C02 na ka1 pieli z soli azotowych o temperaturze 290°C.Uzyskany stop jest czystobialy i daje sie wyciagac w nitki. Punkt topnienia tego pro¬ duktu jest wyzszy od 250°C, lepkosc we¬ wnetrzna wynosi 0,6. Lepkosc wewnetrz¬ na zostala okreslona pomiarem szybkosci wyplywu rozcienczonego roztworu krezo¬ lowego.Przyklad VIII. 184 czesci wagowe bez¬ wodnika kwasu sebacynowego kondensuje sie ze 160 czesciami wagowymi kwasu ami- nohdksametylenokarbaminowego, przepusz¬ czajac azot przy cisnieniu atmosferycznym, w lazni powietrznej o temperaturze 275°C przez 2 godziny. Uzyskany produkt kon¬ densacji jest slabozólto zabarwiony i posia¬ da bardzo dbbre wlasciwosci plastyczne.Przyklad IX. 100 czesci wagowych kwasu aminoheksametylenokarbaminowego ogrzewa sie z 73 czesciami wagowymi kwa¬ su adypinowego przez 30 minut, przepusz¬ czajac CO2 pod cisnieniem atmosferycznym, na kapieli azotanowej o temperaturze 285°C. Otrzymany stop daje sie wyciagac w nitki; punkt topnienia produktu wynosi 257—259°C.Przyklad X. 17,8 czesci wagowych kwa¬ su tiodwuhydroakrylowego i 16 czesci wa¬ gowych kwasu heksametylenokarbamino- wego ogrzewa sie w 50 czesciach wagowych czystego m-krezolu w kolbie, zaopatrzonej w rurke pionowa, przez 8 godzin w tem¬ peraturze 220°C, a powstala przy tym wo¬ de oddestylowuje sie.Nastepnie ciepla jeszcze mieszanine wlewa sie silnie mieszajac do uprzednio ogrzanego do 40°C alkoholu etylowego, przy czym wytraca sie czystobialy produkt kondensacji. Produkt ten odsacza sie pod cisnieniem, dobrze przemywa alkoholem i nastepnie suszy w temperaturze 100°C.' Tak uzyskany produkt poddaje sie nastep¬ nie dalszej kondensacji jeszcze przez pól godziny przy przepuszczaniu dwutlenku wegla, jako gazu zabezpieczajacego, w tem¬ peraturze 270°C. Otrzymuje sie stop o du¬ zej lepkosci, z którego mozna doskonale ciagriac nitki.Przyklad XI. 19,4 czesci wagowych kwasu fenylenodwuoctowego i 16 czesci kwasu heksametylendkarbaminowego ogrze¬ wa sie z 50 czesciami wagpwymi czystego m-krezolu w kolbie z pionowa rurka przez 8 godzin w temperaturze 220°C, przy czym oddestylowuje sie powstajaca wode, zawie¬ rajaca nieco krezolu.Nastepnie goraca jeszcze mieszanine wlewa sie przy silnym mieszaniu do uprzed¬ nio podgrzanego do 40°C alkoholu etylo¬ wego. Produkt kondensacji wytraca sie w postaci czyslobialego osadu. Odsacza sie go pod cisnieniem, dobrze przemywa alko¬ holem etylowym i suszy w temperaturze 100°C.Talk otrzymany produkt kondensuje sie jeszcze przez pól godziny w temperaturze 340°C, przepuszczajac dwutlenek wegla ja¬ ko gaz ochronny. Otrzymuje sie stop o bar¬ dzo duzej lepkosci, z którego mozna ciag¬ nac nitki. Produkt w stanie stopionym jest bardzo wrazliwy na dzialanie tlenu i pod jego dzialaniem staje sie brazowy.Jest on nierozpuszczalny w zwykle sto¬ sowanych rozpuszczalnikach, np. w alkoho¬ lu i chloroformie, i topi sie w temperaturze mniej wiecej 330°C.Produkty wytworzone sposobem wedlug wynalazku moga byc stosowane np. w prze¬ mysle lakierów i klejów lub moga sluzyc do wytwarzania produktów uksztaltowanych, np. nici, blon lub szczeciny. Moga one byc — 4 —stosowane same, jak równiez w polaczeniu z innymi produktami kondensacji, zywica¬ mi lub pochodnymi celulozy. PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania produktów kon¬ densacji znamienny tym, ze kwasy amino- karbaminowe o wzorze ti2N—R—NH COOH poddaje sie kondensacji z kwasami dwu- karhonowymi lub ich pochodnymi o wzorze HOOC—R—COOH w którym R oznacza reszte alifatyczna, hy- droaromatyczna lub alifatyczno-aromatycz- na i którego lancuchy weglowe równiez mo¬ ga byc przerwane heteroatomami, w pod¬ wyzszonej temperaturze, w danym przy¬ padku przy stosowaniu cisnienia i (lub) prózni.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do masy kondensowanej przed kon¬ densacja i podczas niej dodaje sie utrwa¬ lamy lepkosci.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1—2, znamien¬ ny tym, ze kondensacje zaczyna sie stosu¬ jac cisnienie, a nastepnie prowadzi w próz¬ ni, az do uzyskania pozadanego stopnia kon¬ densacji.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, znamien¬ ny tym, ze kondensacje przeprowadza sie rozpuszczajac podlegajace kondensac j i zwiazki w rozpuszczalnikach nie bioracych udzialu w kondensacji.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1—3, znamien¬ ny tym, ze kondensacje przeprowadza sie stosujac srodki rozcienczajace. Kurm&rkische Zellwolle und Zellulose Aktiengesellschaft, R h e i n i s c h e Kunstseidc Ak¬ tiengesellschaft, R h e i n i s c h e Zellwolle Aktiengesellschaft, Schlesi-sche Z«e llwolle Ak¬ tiengesellschaft, Zellwolle und Zellulose Aktiengesell¬ schaft K ii s t r i n, z u s a m m e n- geschlossen in der P h r i x - Arbeitsgemeinschaft Zastepca: ini.: F. Winnicki rzecznik patentowy 40248 PL