SK11102000A3 - Kontinuálna príprava polyamidov z aminonitrilov - Google Patents

Kontinuálna príprava polyamidov z aminonitrilov Download PDF

Info

Publication number
SK11102000A3
SK11102000A3 SK1110-2000A SK11102000A SK11102000A3 SK 11102000 A3 SK11102000 A3 SK 11102000A3 SK 11102000 A SK11102000 A SK 11102000A SK 11102000 A3 SK11102000 A3 SK 11102000A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
liquid
pressure
mixture
phase
temperature
Prior art date
Application number
SK1110-2000A
Other languages
English (en)
Inventor
Ralf Mohrschladt
Volker Hildebrandt
Eberhard Fuchs
Original Assignee
Basf Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Aktiengesellschaft filed Critical Basf Aktiengesellschaft
Publication of SK11102000A3 publication Critical patent/SK11102000A3/sk

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/04Preparatory processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/08Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino-carboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/08Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino-carboxylic acids
    • C08G69/14Lactams
    • C08G69/16Preparatory processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/26Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/28Preparatory processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/011Crosslinking or vulcanising agents, e.g. accelerators

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyamides (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

Kontinuálna príprava polyamidov z aminonitrilov
Oblasť techniky
Predložený vynález sa týka kontinuálneho postupu na prípravu polyamidov z aminonitrilov a vody za zvýšenej teploty a zvýšeného tlaku.
Doterajší stav techniky
US 4,629,776 opisuje katalytický postup na výrobu polyamidov z ω-aminonitrilov, ako je napríklad ω-aminokapronitril (ACN). ACN sa nechá reagovať s vodou za prítomnosti katalytického množstva kyslíkatej zlúčeniny síry ako katalyzátora. Príkladom použitého katalyzátora je kyselina sírová.
US 4,568,736 opisuje podobný katalytický postup na výrobu polyamidov. V tomto prípade použitým katalyzátorom je kyslíkatá zlúčenina fosforu, kyselina fosforečná alebo kyselina fosforitá.
Úplné odstránenie katalyzátora je prakticky nemožné v oboch postupoch. Prítomnosť katalyzátora v polyméri môže brániť tvorbe vysokomolekulových polymérov a narúšať neskoršie operácie spracovania, napríklad zvlákňovanie. Navyše množstvo prchavých látok v získaných polyméroch je vysoké, takže polyamidy sa ťažko spracúvajú.
EP-A-0 479 306 opisuje výrobu polyamidov z ω-aminonitrilov. ω-Aminonitrily sa nechajú reagovať s vodou za prítomnosti kyslíkatej zlúčeniny fosforu ako katalyzátora. Keď sa dosiahla reakčná teplota od 200 do 260 °C, amoniak a voda sa kontinuálne odstraňovali, pričom tlak sa volil v intervale od 14 do 24 x 106 Pa (14-24 bar).
DE-A-43 39 648 sa týka postupu na výrobu kaprolaktámu reakciou aminokarbonitrilov s vodou v kvapalnej fáze pomocou heterogénnych katalyzátorov. Medzi vhodné heterogénne katalyzátory patria kyselinotvorné, zásadotvorné alebo amfotérne oxidy prvkov hlavných skupín 2, 3 a 4 periodickej tabuľky. Možno použiť napríklad oxid titaničitý. Katalyzátor sa používa napríklad vo forme extrudátov.
Existujúce postupy majú v niektorých prípadoch neadekvátne priestorovočasové výťažky a narastanie molekulovej hmotnosti, ktoré treba zlepšiť. Okrem toho sa produkt nie vždy získa v požadovanej kvalite.
Podstata vynálezu
Cieľom predloženého vynálezu je poskytnúť postup na prípravu polyamidov z aminonitrilov a vody so zlepšeným narastaním molekulovej hmotnosti a zlepšeným priestorovo-časovým výťažkom bez kontaminácie produktu v porovnaní s existujúcimi postupmi.
Zistili sme, že tento cieľ možno dosiahnuť podľa vynálezu kontinuálnym postupom na prípravu polyamidu reakciou aspoň jedného aminonitrilu s vodou, ktorý pozostáva z nasledujúcich krokov:
(1) reakcia aspoň jedného aminonitrilu s vodou pri teplote od 90 do 400 °C a tlaku od 0,1 do 35 x 106 Pa v prietokovej rúrke obsahujúcej katalyzátor na báze Brônstedovej kyseliny vybraný spomedzi katalyzátorov na báze beta-zeolitov, vrstevnatých silikátov alebo oxidu titaničitého pozostávajúceho zo 70 až 100 % hmotn. anatasu a od 0 do 30 % hmotn. rutilu a v ktorom až do 40 % hmotn. oxidu titaničitého možno nahradiť oxidom volfrámovým, čím sa získa reakčná zmes, (2) ďalej reakcia reakčnej zmesi pri teplote od 150 do 400 °C a tlaku, ktorý je nižší ako tlak v kroku 1, za prítomnosti katalyzátora na báze Brônstedovej kyseliny vybraného spomedzi katalyzátorov na báze betazeolitu, vrstevnatého silikátu alebo oxidu titaničitého pozostávajúceho zo 70 až 100 % hmotn. anatasu a od 0 do 30 % hmotn. rutilu, a v ktorom až do 40 % hmotn. oxidu titaničitého môže byť nahradené oxidom volfrámovým, pričom teplota a tlak sa volia tak, aby sa získala prvá plynná fáza a prvá kvapalná alebo prvá tuhá fáza alebo zmes prvej tuhej a prvej kvapalnej fázy, a prvá plynná fáza sa oddelí od prvej kvapalnej alebo prvej tuhej fázy alebo od zmesi prvej kvapalnej a prvej tuhej fázy a (3) zmiešanie prvej kvapalnej alebo prvej tuhej fázy alebo zmesi prvej kvapalnej a prvej tuhej fázy s plynnou alebo kvapalnou fázou obsahujúcou vodu pri teplote od 150 do 370 °C a pri tlaku od 0,1 do 30 x 106 Pa, čím sa získa zmes produktov.
Predložený vynález ďalej poskytuje kontinuálny postup na prípravu polyamidu reakciou aspoň jedného aminonitrilu s vodou, ktorý pozostáva z nasledujúcich krokov:
(1) reakcia aspoň jedného aminonitrilu s vodou pri teplote od 90 do 400 °C a tlaku od 0,1 do 35 x 106 Pa v prietokovej rúrke obsahujúcej katalyzátor na báze Bronstedovej kyseliny vybraný spomedzi katalyzátorov na báze beta-zeolitov, vrstevnatých silikátov alebo oxidu titaničitého pozostávajúceho zo 70 až 100 % hmotn. anatasu a od 0 do 30 % hmotn. rutilu a v ktorom až do 40 % hmotn. oxidu titaničitého možno nahradiť oxidom volfrámovým, čím sa získa reakčná zmes, (2) ďalej reakcia reakčnej zmesi pri teplote od 150 do 400 °C a tlaku, ktorý je nižší ako tlak v kroku 1, za prítomnosti katalyzátora na báze Bronstedovej kyseliny vybraného spomedzi katalyzátorov na báze betazeolitu, vrstevnatého silikátu alebo oxidu titaničitého pozostávajúceho zo 70 až 100 % hmotn. anatasu a od 0 do 30 % hmotn. rutilu, a v ktorom až do 40 % hmotn. oxidu titaničitého môže byť nahradené oxidom volfrámovým, pričom teplota a tlak sa volia tak, aby sa získala prvá plynná fáza a prvá kvapalná alebo prvá tuhá fáza alebo zmes prvej tuhej a prvej kvapalnej fázy, a prvá plynná fáza sa oddelí od prvej kvapalnej alebo prvej tuhej fázy alebo od zmesi prvej kvapalnej a prvej tuhej fázy a (3) zmiešanie prvej kvapalnej alebo prvej tuhej fázy alebo zmesi prvej kvapalnej a prvej tuhej fázy s plynnou alebo kvapalnou fázou obsahujúcou vodu pri teplote od 150 do 370 °C a tlaku od 0,1 do 30 x 106 Pa v prietokovej rúrke obsahujúcej katalyzátor na báze Bronstedovej kyseliny vybraný spomedzi katalyzátorov na báze beta-zeolitu, vrstevnatého silikátu alebo oxidu titaničitého pozostávajúceho zo 70 až 100 % hmotn. anatasu a od 0 do 30% hmotn. rutilu a v ktorom až do % hmotn. oxidu titaničitého možno nahradiť oxidom volfrámovým, čím sa získa zmes produktov.
Vyššie uvedené postupy s výhodou ďalej obsahujú nasledujúci krok:
(4) postkondenzácia zmesi produktov pri teplote od 200 do 350 °C a tlaku, ktorý je nižší ako tlak v kroku 3, pričom teplota a tlak sa volí tak, aby sa získala druhá, vodu a amoniak obsahujúca plynná fáza a druhá kvapalná alebo druhá tuhá fáza alebo zmes druhej kvapalnej a druhej tuhej fázy, ktoré obsahujú polyamid.
Predložený vynález ďalej poskytuje kontinuálny postup na prípravu polyamidu reakciou aspoň jedného aminonitrilu s vodou, ktorý pozostáva z nasledujúcich krokov:
(1) reakcia aspoň jedného aminonitrilu s vodou pri teplote od 90 do 400 °C a tlaku od 0,1 do 35 x 106 Pa v prietokovej rúrke obsahujúcej katalyzátor na báze Brônstedovej kyseliny vybraný spomedzi katalyzátorov na báze beta-zeolitov, vrstevnatých silikátov alebo oxidu titaničitého pozostávajúceho zo 70 až 100 % hmotn. anatasu a od 0 do 30 % hmotn. rutilu a v ktorom až do 40 % hmotn. oxidu titaničitého možno nahradiť oxidom volfrámovým, čím sa získa reakčná zmes, (2) ďalej reakcia reakčnej zmesi pri teplote od 150 do 400 °C a tlaku, ktorý je nižší ako tlak v kroku 1, za prítomnosti katalyzátora na báze Brônstedovej kyseliny vybraného spomedzi katalyzátorov na báze betazeolitu, vrstevnatého silikátu alebo oxidu titaničitého pozostávajúceho zo 70 až 100 % hmotn. anatasu a od 0 do 30 % hmotn. rutilu, a v ktorom až do 40% hmotn. oxidu titaničitého môže byť nahradené oxidom volfrámovým, pričom teplota a tlak sa volia tak, aby sa získala prvá plynná fáza a prvá kvapalná alebo prvá tuhá fáza alebo zmes prvej tuhej a prvej kvapalnej fázy, a prvá plynná fáza sa oddelí od prvej kvapalnej alebo prvej tuhej fázy alebo od zmesi prvej kvapalnej a prvej tuhej fázy a (4) postkondenzácia prvej kvapalnej alebo prvej tuhej fázy alebo zmesi prvej kvapalnej a prvej tuhej fázy pri teplote od 200 do 350 °C a tlaku, ktorý je nižší ako tlak v kroku 3, pričom teplota a tlak sa volia tak, aby sa získala druhá, vodu a amoniak obsahujúca plynná fáza a druhá kvapalná alebo druhá tuhá fáza alebo zmes druhej kvapalnej a druhej tuhej fázy, z ktorých každá obsahuje polyamid.
Princíp postupu podľa vynálezu je opísaný v predchádzajúcom DE-A-197 09 390, nepublikovanom k dátumu priority predloženého vynálezu.
Aminonitrilom v zmesi môže byť v zásade akýkoľvek aminonitril, t.j. akákoľvek zlúčenina s aspoň jednou aminoskupinou a aspoň jednou nitrilovou skupinou. Výhodné sú ω-aminonitrily, najmä ω-aminoalkylnitrily majúce 4 až 12 atómov uhlíka, s väčšou výhodou 4 až 9 atómov uhlíka v alkylénovom zoskupení, alebo aminoalkylarylnitrily s 8 až 13 atómami uhlíka, pričom výhodnými aminoalkylarylnitrilmi sú aminoalkylarylnitrily, ktoré majú alkylénovú skupinu s aspoň jedným atómom uhlíka medzi aromatickou jednotkou a amino- a nitrilovou skupinou. Osobitne výhodné aminoalkylarylnitrily sú tie, ktoré majú aminoskupinu a nitrilovú skupinu v polohe 1,4 voči sebe navzájom.
Použitý ω-aminoalkylnitril je s výhodou lineárny ω-aminoalkylnitril, v ktorom alkylénové zoskupenie (-CH2-) s výhodou obsahuje od 4 do 12 atómov uhlíka, s väčšou výhodou od 4 do 9 atómov uhlíka, napríklad 6-amino-1-kyanopentán (6aminokapronitril), 7-amino-1-kyanohexán, 8-amino-1-kyanoheptán, 9-amino-1kyanooktán,10-amino-1-kyanononán, s osobitnou výhodou 6-aminokapronitril.
6-Aminokapronitril sa obyčajne získava hydrogenáciou adiponitrilu podľa známych metód opísaných napríklad v DE-A 836,938, DE-A 848,654 alebo USA 5,151,543.
Je samozrejme možné použiť zmesi viacerých aminonitrilov alebo zmesi aminonitrilu s ďalšími komonomérmi, napríklad kaprolaktámom, alebo nižšie definovanú zmes.
V konkrétnom uskutočnení, najmä ak sa majú pripraviť kopolyamidy alebo rozvetvené polyamidy alebo polyamidy s predĺženým reťazcom, používa sa namiesto čistého 6-aminokapronitrilu nasledujúca zmes:
od 50 do 99,99, s výhodou od 80 do 90 % hmotn. 6-aminokapronitrilu, od 0,01 do 50, s výhodou od 1 do 30 % hmotn. aspoň jednej dikarboxylovej kyseliny vybranej zo skupiny pozostávajúcej z alifatických C4-Cio-a,o-dikarboxylových kyselín, aromatických C8-C12-dikarboxylových kyselín a C5-C8-cykloalkándikarboxylových kyselín, od 0 do 50, s výhodou od 0,1 do 30 % hmotn. α,ω-diamínu so 4 až 10 atómami uhlíka, od 0 do 50, s výhodou od 0 do 30 % hmotn. a,ct>-C2-Ci2-dinitrilu, a od 0 do 50, s výhodou od 0 do 30 % hmotn. a,o-C5-C12-aminokyseliny alebo príslušného laktámu, od 0 do 10 % hmotn. aspoň jednej anorganickej kyseliny alebo jej soli, pričom jednotlivé hmotnostné percentá dávajú súčet 100 %.
Medzi vhodné dikarboxylové kyseliny patria alifatické C4-Ci0-a,odikarboxylové kyseliny ako kyselina jantárová, kyselina glutárová, kyselina adipová, kyselina pimelová, kyselina suberová, kyselina azelaínová, kyselina sebaková, s výhodou kyselina adipová a kyselina sebaková, s osobitnou výhodou kyselina adipová, a aromatické Cs-C^-dikarboxylové kyseliny ako kyselina tereftalová a tiež C5-C8-cykloalkándikarboxylové kyseliny ako kyselina cyklohexándikarboxylová.
Medzi vhodné α,ω-diamíny so 4 až 10 atómami uhlíka patrí tetrametyléndiamín, pentametyléndiamín, hexametyléndiamín, heptametyléndiamín, oktametyléndiamín, nonametyléndiamín a dekametyléndiamín, s výhodou hexametyléndiamín.
Ďalej je tiež možné použiť soli vyššie uvedených dikarboxylových kyselín a diamínov, najmä soľ kyseliny adipovej a hexametyléndiaminu, ktorá je známa ako soľ 6,6.
Použitým a,<a-C2-Ci2-dinitrilom je s výhodou alifatický dinitril ako napríklad
1,4-dikyanobután (adiponitril), 1,5-dikyanopentán, 1,6-dikyanohexán, 1,7-dikyanoheptán, 1,8-dikyanooktán, 1,9-dikyanononán, 1,10-dikyanodekán, s osobitnou výhodou adiponitril.
\1 prípade potreby možno tiež použiť diamíny, dinitrily a aminonitrily odvodené od rozvetvených alkylénových alebo arylénových alebo alkylarylénových zlúčenín.
Použitou a,co-C5-Ci2-aminokyselinou môže byť kyselina 5-aminopentánová, kyselina 6-aminohexánová, kyselina 7-aminoheptánová, kyselina 8-aminooktánová, kyselina 9-aminononánová, kyselina 10-aminodekánová, kyselina 11aminoundekánová alebo kyselina 12-aminododekánová, s výhodou kyselina 6aminohexánová.
Podľa vynálezu prvý krok (krok 1) zahŕňa zahrievanie aminonitrilu s vodou pri teplote od asi 90 do asi 400 °C, s výhodou asi 180 až asi 310 °C, najmä asi 220 až asi 270 °C, a tlaku od asi 0,1 do asi 15 x 106 Pa, s výhodou asi 1 až asi 10 x 106 Pa, najmä asi 4 až asi 9 x 106 Pa. V tomto kroku možno nastaviť tlak a teplotu voči sebe navzájom tak, aby sa získala kvapalná alebo tuhá fáza a zmes kvapalnej alebo tuhej fázy a plynnej fázy.
Podľa vynálezu sa používa voda v molárnom pomere aminoalkylnitrilu k vode v intervale od 1:1 do 1:10, s osobitnou výhodou v intervale od 1:2 do 1:8, s veľmi osobitnou výhodou v intervale od 1:2 do 1:6, pričom sa uprednostňuje použitie nadbytku vody vzhľadom na použitý aminoalkylnitril.
V tomto uskutočnení kvapalná alebo tuhá fáza alebo zmes kvapalnej a tuhej fázy zodpovedá reakčnej zmesi, zatiaľ čo plynná fáza sa oddelí. V rámci tohto kroku možno plynnú fázu oddeliť od kvapalnej alebo tuhej fázy alebo od zmesi tuhej alebo kvapalnej fázy naraz, alebo syntetická zmes tvoriaca sa v tomto kroku môže byť prítomná v dvojfázovej forme: kvapalná/plynná, tuhá/plynná alebo kvapalno-tuhá/plynná. Tlak a teplotu možno samozrejme tiež upraviť voči sebe navzájom tak, aby syntetická zmes existovala ako jediná tuhá alebo kvapalná fáza.
Odstránenie plynnej fázy možno uskutočniť použitím miešaných alebo nemiešaných oddeľovacích nádob alebo batérií nádob a pomocou odparky, napríklad pomocou rotačných odpariek alebo molekulových odpariek, napríklad filmových extrudérov, alebo pomocou kruhových diskových reaktorov, ktoré zabezpečujú zväčšené fázové rozhranie. V niektorých prípadoch môže byť potrebná recirkulácia syntetickej zmesi alebo použitie slučkového reaktora, aby sa zvýšilo fázové rozhranie. Navyše odstránenie plynnej fázy možno podporiť pridaním vodnej pary alebo inertného plynu do kvapalnej fázy.
Tlak sa s výhodou upraví pri predvolenej teplote tak, aby bol tlak menší ako rovnovážny tlak pár amoniaku, ale väčší ako rovnovážny tlak pár ostatných komponentov v syntetickej zmesi pri danej teplote. Takýmto spôsobom je možné pôsobiť v prospech odstraňovania amoniaku a tým urýchliť hydrolýzu kyselinových amidových skupín.
Dvojfázový postup sa s výhodou uskutočňuje pri tlaku, ktorý je väčší ako tlak pár čistej vody pri celkovej teplote reakčnej zmesi, ale nižší ako rovnovážny tlak pár amoniaku.
Osobitne výhodné uskutočnenie dvojfázového postupu využíva zvislú prietokovú rúrku, ktorá funguje s prietokom smerom nahor a voliteľne má v hornej časti výstup produktu a ďalší otvor na odstraňovanie plynnej fázy. Tento rúrkový reaktor môže byť plne alebo čiastočne naplnený granulami katalyzátora. Vo výhodnom uskutočnení je zvislý reaktor používaný v dvojfázovom postupe maximálne naplnený katalytickým materiálom až po fázové rozhranie.
V ďalšom osobitne výhodnom uskutočnení prvého kroku sa tlak volí tak, že reakčná zmes je prítomná ako jediná kvapalná fáza, teda v reaktore nie je prítomná žiadna plynná fáza. Pre tento jednofázový postup je výhodným uskutočnením prietoková rúrka naplnená výlučne katalytickým materiálom.
Podľa vynálezu sa zmes aminonitrilu a vody sa pred zavedením do prvého kroku zahreje pomocou výmenníka tepla. Je zrejmé, že aminonitril a vodu tiež možno zahrievať navzájom osobitne a zmiešať v prvom kroku pomocou zmiešavacích prvkov.
Čo sa týka trvania času prestoja syntetickej zmesi v prvom kroku, neexistujú žiadne obmedzenia; vo všeobecnosti sa však pohybuje v intervale od asi 10 minút do asi 10 hodín, s výhodou v intervale od asi 30 minút do asi 6 hodín.
Hoci- neexistujú ani žiadne obmedzenia v súvislosti so stupňom konverzie nitrilových skupín v kroku 1, najmä ekonomické dôvody diktujú, aby konverzia nitrilových skupín v kroku 1 nebola vo všeobecnosti nižšia ako asi 70 % molárnych, s výhodou aspoň asi 95 % molárnych a najmä v intervale od asi 97 do asi 99 % molárnych, v každom prípade vzhľadom na móly použitého aminonitrilu.
Konverzia nitrilovej skupiny sa zvyčajne určuje pomocou IČ spektroskopie (CN stretching vibrácia pri vlnočte 2247), NMR alebo HPLC, s výhodou IČ spektroskopiou.
Vynález takisto nevylučuje uskutočnenie reakcie v kroku 1 za prítomnosti kyslíkatých zlúčenín fosforu, najmä kyseliny fosforečnej, kyseliny fosforitej a kyseliny fosfornej a ich solí s alkalickými kovmi a kovmi alkalických zemín a amónnymi soľami, ako je napríklad Na3PO4, NaH2PO4l Na2HPO4, NaH2PO3, Na2HPO3, NaH2PO2, KsPO* KH2PO41 K2HPO4, KH2PO3, K2HPO3, KH2PO2, kedy molárny pomer ω-aminonitrilu voči zlúčeninám fosforu je volený v intervale od 0,01:1 do 1:1, s výhodou v intervale od 0,01:1 do 0,1:1.
Reakcia v kroku 1 sa uskutočňuje v prietokovej rúrke obsahujúcej katalyzátor na báze Brônstedovej kyseliny vybraný spomedzi katalyzátorov na báze beta-zeolitov, vrstevnatých silikátov alebo oxidu titaničitého pozostávajúceho zo 70 až 100 % hmotn. anatasu a od 0 do 30 % hmotn. rutilu a v ktorom až do 40 % hmotn. oxidu titaničitého možno nahradiť oxidom volfrámovým. Ak sa použije veľmi čistý aminonitril, podiel anatasu v katalyzátore na báze oxidu titaničitého by mal byť čo najvyšší. S výhodou sa ako katalyzátor použije čistý anatas. Ak použitý aminonitril obsahuje nečistoty, napríklad od 1 do 3 % hmotn. nečistôt, je výhodné použiť ako katalyzátor oxid titaničitý pozostávajúci zo zmesi anatasu a rutilu. Podiel anatasu je s výhodou od 70 do 80 % hmotn. a podiel rutilu od 20 do 30 % hmotn.. Osobitne výhodné v tomto prípade je použiť ako katalyzátor oxid titaničitý pozostávajúci z asi 70 % hmotn. anatasu a asi 30 % hmotn. rutilu. Katalyzátor má s výhodou pórový objem od 0,1 do 5 ml/g, s osobitnou výhodou od 0,2 do 0,5 ml/g. Priemerný priemer pórov je s výhodou v intervale od 0,005 do 0,1 pm, s osobitnou výhodou v intervale od 0,01 do 0,06 pm. Ak sa používajú vysoko viskózne produkty, priemerný priemer pórov by mal byť veľký. Rezná tvrdosť je s výhodou väčšia ako 20 N, s osobitnou výhodou > 25 N. Plocha povrchu BET je s výhodou väčšia ako 40 m2/g, s osobitnou výhodou viac ako 100 m2/g. Ak je plocha povrchu BET menšia, objem vrstvy by mal byť úmerne vyšší, aby zabezpečil adekvátnu aktivitu katalyzátora. Osobitne výhodné katalyzátory majú nasledujúce vlastnosti: 100% anatasu; 0,3 ml/g pórový objem; 0,02 pm priemerný priemer pórov; 32 N rezná tvrdosť; 116 m2/g veľkosť povrchu BET alebo 84% hmotn. anatasu; 16% hmotn. rutilu; 0,3 ml/g pórový objem; 0,03 pm priemerný priemer póru; 26 N rezná tvrdosť; 46 m2/g veľkosť povrchu BET. Katalyzátory možno pripraviť z komerčných práškov dostupných napríklad od firiem Degussa, Finti alebo Kemira. Keď sa používa oxid volfrámu, do 40 % hmotn., s výhodou do 30 % hmotn., s osobitnou výhodou od 15 do 25 % hmotn. oxidu titaničitého sa nahradí oxidom volfrámovým. Katalyzátory možno pripraviť podľa popisu v Ertl, Knozinger, Weitkamp: “Handbook of heterogeneous catalysis”, VCH Weinheim, 1997; strany 98ff. Katalyzátor možno použiť v akejkoľvek požadovanej vhodnej forme. S výhodou sa používa vo forme tvarovaných prvkov, extrudátov alebo granúl, najmä vo forme granúl. Granuly sú s výhodou dostatočne veľké na to, aby sa dali ľahko oddeliť od zmesi produktov a aby nesťažovali prietok produktu počas reakcie.
Granulovaná forma katalyzátora umožňuje mechanické odstránenie katalyzátora na výstupe z prvého kroku. Na výstupe z prvého kroku sa napríklad umiestnia mechanické filtre alebo sitá. Ak sa katalyzátor okrem toho používa aj v druhom a/alebo treťom kroku, s výhodou je prítomný v rovnakej forme.
Podľa vynálezu reakčná zmes získaná v prvom kroku ďalej reaguje v kroku 2 pri teplote od asi 200 (150) do asi 350 (400) °C, s výhodou pri teplote v intervale od asi 210 (200) do asi 330 (330) °C, s osobitnou výhodou v intervale od asi 230 (230) do asi 270 (290) °C, a pri tlaku, ktorý je nižší ako tlak v kroku 1. Tlak v kroku 2 je s výhodou aspoň približne o 0,5 x 106 Pa nižší ako tlak v kroku 1 a vo všeobecnosti tlak bude v intervale od asi 0,1 do asi 45 x 106 Pa, s výhodou v intervale od asi 0,5 do asi 15 x 106 Pa, s osobitnou výhodou v intervale od asi 2 do asi 6 x 106 Pa (hodnoty v zátvorkách: bez katalyzátora).
V kroku 2 sa teplota a tlak volia tak, aby sa získala prvá plynná fáza a prvá kvapalná alebo prvá tuhá fáza alebo zmes prvej kvapalnej a prvej tuhej fázy, a prvá plynná fáza sa oddelí od prvej kvapalnej alebo prvej tuhej fázy alebo od zmesi prvej kvapalnej a prvej tuhej fázy.
Prvá plynná fáza, ktorá pozostáva v zásade z amoniaku a vodnej pary, sa vo všeobecnosti kontinuálne odstraňuje pomocou destilačnej aparatúry, napríklad destilačnej kolóny. Akékoľvek organické zložky destilátu odstránené v priebehu tejto destilácie, prevažne neskonvertovaný aminonitril, možno vcelku alebo čiastočne recyklovať do kroku 1 a/alebo kroku 2.
Čas prestoja reakčnej zmesi v kroku 2 nepodlieha žiadnym obmedzeniam, ale vo všeobecnosti sa pohybuje v intervale od asi 10 minút do asi 5 hodín, s výhodou v intervale od asi 30 minút do asi 3 hodín.
Produktovod medzi prvým a druhým krokom voliteľne obsahuje náplň, napríklad Raschigove krúžky alebo Sulzerove zmiešavacie prvky, ktoré uľahčujú kontrolovanú expanziu reakčnej zmesi do plynnej fázy. Toto sa týka najmä jednofázového postupu.
Reaktor druhého kroku podobne s výhodou obsahuje katalytický materiál podľa vynálezu, najmä v granulovanej forme. Reaktor poskytuje ďalšie zlepšenie vlastností produktu v porovnaní s reaktorom bez katalyzátora najmä pri vyšších tlakoch a/alebo za prítomnosti veľkého nadbytku vody v reakčnej zmesi. Teplota a tlak by sa mali voliť tak, aby viskozita reakčnej zmesi ostala dostatočne malá, aby sa zabránilo akémukoľvek zalepeniu povrchu katalyzátora. Podľa vynálezu je výstup z druhého kroku procesu tiež vybavený sitami alebo filtrami, ktoré zaručujú čistotu reakčnej zmesi a oddeľujú katalyzátor od reakčnej zmesi.
V kroku 3 sa prvá kvapalná alebo prvá tuhá fáza alebo zmes prvej kvapalnej a prvej tuhej fázy zmieša s plynnou alebo kvapalnou fázou obsahujúcou vodu, s výhodou s vodou alebo vodnou parou. Toto sa uskutočňuje kontinuálne. Množstvo pridanej vody (ako kvapaliny) je s výhodou v intervale od asi 50 do asi 1500 ml, s väčšou výhodou v intervale od asi 100 do asi 500 ml, v každom prípade vzhľadom na 1 kg prvej kvapalnej alebo prvej tuhej fázy alebo zmesi prvej kvapalnej a prvej tuhej fázy. Toto pridanie vody primárne kompenzuje straty vody počas kroku 2 a podporuje hydrolýzu kyselinových amidových skupín v syntetickej zmesi. To má za následok ďalšiu výhodu tohto vynálezu, že zmes východiskových látok, ktorá sa používa v kroku 1, sa dá používať s iba malým nadbytkom vody.
Plynná alebo kvapalná fáza obsahujúca vodu sa s výhodou predhreje vo výmenníku tepla pred tým, ako sa zavedie do kroku 3, a potom sa zmieša s prvou kvapalnou alebo prvou tuhou fázou alebo zmesou prvej tuhej a prvej kvapalnej fázy. Reaktor môže byť voliteľne vybavený zmiešavacími prvkami, ktoré podporujú miešanie zložiek.
Krok 3 možno uskutočňovať pri teplote od 150 do 370 °C a tlaku od 0,1 do 30 x 106 Pa; ak sa používa vrstva katalyzátora podľa vynálezu, možno použiť podmienky platné pre krok 1. Inak je teplota s výhodou 180 až 300 °C, s osobitnou výhodou 220 až 280’C. Tlak je s výhodou od 1 do 10 x 106 Pa, s osobitnou výhodou od 2 x 106 do 7 x 106 Pa.
Tlak a teplotu možno upraviť voči sebe navzájom tak, aby syntetická zmes existovala ako jediná kvapalná alebo tuhá fáza. V ďalšom uskutočnení sa tlak a teplota volia tak, aby sa získala kvapalná alebo tuhá fáza alebo zmes tuhej a kvapalnej fázy a tiež plynná fáza. V tomto uskutočnení kvapalná alebo tuhá fáza alebo zmes kvapalnej a tuhej fázy zodpovedá zmesi produktov, zatiaľ čo plynná fáza sa oddelí. V rámci tohto kroku možno plynnú fázu oddeliť od kvapalnej alebo tuhej fázy alebo od zmesi tuhej a kvapalnej fázy naraz, alebo syntetická zmes tvoriaca sa v tomto kroku môže byť prítomná v dvojfázovej forme: kvapalná/plynná, tuhá/plynná alebo kvapalno-tuhá/plynná.
Tlak možno upraviť pri predvolenej teplote tak, aby bol tlak menší ako rovnovážny tlak pár amoniaku, ale väčší ako rovnovážny tlak pár ostatných komponentov v syntetickej zmesi pri danej teplote. Takýmto spôsobom je možné pôsobiť v prospech odstraňovania amoniaku a tým urýchliť hydrolýzu kyselinových amidových skupín.
Aparatúra/reaktory použiteľné v tomto kroku môžu byť identické s tými, ktoré sa používajú v kroku 1, ako je diskutované vyššie.
Čas prestoja v tomto kroku podobne nepodlieha žiadnym obmedzeniam, ale ekonomické dôvody vo všeobecnosti diktujú interval od asi 10 minút do asi 10 hodín, s výhodou asi 60 až asi 8 hodín, s osobitnou výhodou asi 60 minút až asi 6 hodín.
Zmes produktov získaná v kroku 3 sa môže ďalej spracovať podľa nižšie uvedeného popisu.
Vo výhodnom uskutočnení sa zmes produktov z kroku 3 podrobí postkondenzácii v kroku 4 pri teplotách od asi 200 do asi 350 °C, s výhodou pri teplotách od asi 220 do 300 °C, s osobitnou výhodou od asi 240 do 270 °C. Krok 4 sa uskutoční pri tlaku, ktorý je pod tlakom kroku 3 a je s výhodou v intervale od asi 5 do 1000 x 103 Pa, s väčšou výhodou v intervale od asi 10 do asi 300 x 103 Pa. V kontexte tohto kroku sa teplota a tlak volia tak, aby sa získala druhá plynná fáza a druhá kvapalná alebo tuhá fáza alebo zmes druhej kvapalnej a druhej tuhej fázy, z ktorých každá obsahuje polyamid.
Postkondenzácia kroku 4 sa s výhodou uskutočňuje tak, že relatívna viskozita (meraná pri teplote 25 °C a koncentrácii 1 g polyméru na 100 ml v kyseline sírovej s koncentráciou 96 % hmotn.) polyamidu nadobúda hodnotu v intervale od asi 1,6 do asi 3,5.
Vo výhodnom uskutočnení možno akúkoľvek vodu prítomnú v kvapalnej fáze vytlačiť pomocou inertného plynu, napríklad dusíka.
Čas prestoja reakčnej zmesi v kroku 4 závisí najmä od požadovanej relatívnej viskozity, teploty, tlaku a množstva vody pridaného v kroku 3.
Ak sa krok 3 uskutočňuje ako jednofázový režim, produktovod medzi krokom 3 a krokom 4 môže voliteľne obsahovať náplň, napríklad Raschigove krúžky alebo Sulzerove zmiešavacie prvky, ktoré umožňujú kontrolovanú expanziu reakčnej zmesi v plynnej fáze.
Aj štvrtý krok možno uskutočniť s použitím katalyzátora podľa vynálezu. Použitie katalyzátora v kroku 4 zlepšuje narastanie molekulovej hmotnosti, najmä keď relatívna viskozita výtoku z tretieho - alebo v prípade trojstupňového postupu druhého kroku je menšia ako RV = 1,6 - a/alebo keď je molárny obsah nitrilových skupín a kyselinových amidových skupín v polyméri väčší ako 1 %, vždy vzhľadom na móly použitého aminonitrilu.
V ďalšom uskutočnení vynálezu môže byť krok 3 vynechaný a polyamid sa môže pripraviť uskutočnením krokov (1), (2) a (4).
Tento variant sa s výhodou uskutočňuje nasledovne:
V kroku 1 sa reakcia uskutoční podľa vyššie uvedeného popisu.
Reakčná zmes sa spracuje v kroku 2 podľa vyššie uvedeného popisu alebo pri teplote v intervale od asi 220 do asi 300 °C a tlaku v intervale od asi 1 do asi 7 x 106 Pa, pričom tlak v kroku 2 je aspoň o 0,5 x 106 Pa nižší ako v kroku 1. Súčasne sa oddelí získaná prvá plynná fáza od prvej kvapalnej fázy.
Prvá kvapalná fáza získaná v kroku 2 sa spracuje v kroku 4 ako v kroku 1 alebo pri teplote v intervale od asi 220 do 300 °C a tlaku v intervale od asi 10 do asi 300 x 103 Pa, pričom získaná druhá, vodu a amoniak obsahujúca plynná fáza sa oddelí od druhej kvapalnej fázy. V rámci tohto kroku sa relatívna viskozita (meraná podľa vyššie uvedeného spôsobu) získaného polyamidu upraví na požadovanú hodnotu v intervale od asi 1,6 do asi 3,5 voľbou teploty a času prestoja.
Získaná druhá kvapalná fáza sa potom konvenčné odstráni a v prípade potreby spracuje.
V ďalšom výhodnom uskutočnení predloženého vynálezu sa aspoň jedna z plynných fáz získaných v príslušných krokoch môže recyklovať do aspoň jedného z predchádzajúcich krokov.
Ďalej je výhodné zvoliť teplotu a tlak v kroku 1 alebo v kroku 3 alebo v kroku 1 aj v kroku 3 tak, aby sa získala kvapalná alebo tuhá fáza alebo zmes kvapalnej a tuhej fázy a plynná fáza a túto plynnú fázu oddeliť.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Obrázok 1 ilustruje aparatúru na uskutočnenie postupu podľa vynálezu.
Legenda k skratkám:
V vstup suroviny
ACN aminokapronitril krok1 krok2 krok3 krok4
A výstup
Ďalej v kontexte postupu podľa vynálezu je tiež možné uskutočniť predĺženie reťazca alebo jeho rozvetvenie alebo kombináciu oboch. Na tento účel sa v jednotlivých krokoch pridávajú látky rozvetvujúce alebo predlžujúce reťazec známe odborníkom v danej oblasti. Tieto látky sa s výhodou pridávajú v kroku 3 alebo 4.
Použiteľnými látkami sú:
Trojsýtne aminy alebo karboxylové kyseliny ako rozvetvujúce činidlá alebo sieťovacie činidlá. Príklady vhodných aspoň trojsýtnych amínov alebo karboxylových kyselín sú opísané v EP-A-0 345 648. Tieto aspoň trojsýtne aminy majú aspoň tri aminoskupiny, ktoré sú schopné reagovať s karboxylovými skupinami. S výhodou nemajú žiadne karboxylové skupiny. Tieto aspoň trojsýtne karboxylové kyseliny majú aspoň tri karboxylové skupiny, ktoré sú schopné reagovať s amínmi a ktoré môžu byť prítomné napríklad aj vo forme svojich derivátov, napríklad esterov. Tieto karboxylové kyseliny s výhodou neobsahujú žiadne aminoskupiny schopné reagovať s karboxylovými skupinami. Príkladmi vhodných karboxylových kyselín sú kyselina trimesinová, trimerizované mastné kyseliny pripravené napríklad z kyseliny olejovej a majúce od 50 do 60 atómov uhlíka, naftalénpolykarboxylové kyseliny, napríklad kyselina naftalén-1,3,5,7tetrakarboxylová. Karboxylové kyseliny sú s výhodou definované organické zlúčeniny a nie polymérne zlúčeniny.
Medzi príklady amínov s aspoň 3 aminoskupinami patrí nitriltrialkylamín, najmä nitriltrietánamín, dialkyléntriamíny, najmä dietyléntriamín, trialkyléntetramíny a tetraalkylénpentamíny, pričom alkylénové zoskupenia sú s výhodou etylénové zoskupenia. Navyše sa ako aminy môžu použiť aj dendriméry. Dendriméry majú s výhodou všeobecný vzorec I (R2N-(CH2)n)2N-(CH2)x-N((CH2)n-NR2)2 (I), kde
R je H alebo -(CH2)n-NR12, kde R1 je H alebo -(CH2)n-NR22, kde R2 je H alebo -(CH2)n-NR32, kde R3 je H alebo -(CH2)n-NH2, n je celé číslo od 2 do 6, a x je celé číslo od 2 do 14.
n je s výhodou 3 alebo 4, najmä 3, a x je celé číslo od 2 do 6, s výhodou od 2 do 4, najmä 2. Radikály R tiež môžu mať uvedené významy nezávisle od seba navzájom. R je s výhodou atóm vodíka alebo radikál -(CH2)n-NH2.
Vhodnými karboxylovými kyselinami sú tie, ktoré majú od 3 do 10 karboxylových kyselinových skupín, s výhodou 3 alebo 4 karboxylové kyselinové skupiny. Výhodné karboxylové kyseliny sú tie, ktoré majú aromatické a/alebo heterocyklické jadro. Príkladmi sú radikály benzyl, naftyl, antracenyl, bifenyl alebo trifenyl alebo heterocykly ako pyridín, bipyridín, pyrol, indol, furán, tiofén, purín, chinolín, fenantrén, porfyrín, ftalokyanín, naftalokyanín. Uprednostňuje sa kyselina 3,5,3',5'-bifenyltetrakarboxylová, ftalokyanín, naftalokyanín, kyselina 3,5,3^bifenyltetrakarboxylová, kyselina 1,3,5,7-naftaléntetrakarboxylová, kyselina 2,4,6pyridíntrikarboxylová, kyselina S.S.S'.S'-bipyridyltetrakarboxylová, kyselina 3,5,3’,5’benzofenóntetrakarboxylová, kyselina 1,3,6,8-akridíntetrakarboxylová, s osobitnou výhodou kyselina 1,3,5-benzéntrikarboxylová (kyselina trimesinová) a kyselina
1,2,4,5-benzéntetrakarboxylová. Také zlúčeniny sú komerčne dostupné, alebo ich možno pripraviť podľa postupu opísaného v DE-A-4 312 182. Ak sa použijú ortosubstituované aromatické zlúčeniny, tvorba imidov sa s výhodou vylúči výberom vhodných reakčných teplôt.
Tieto látky sú aspoň trojsýtne, s výhodou aspoň štvorsýtne. Počet funkčných skupín môže byť od 3 do 16, s výhodou od 4 do 10, s osobitnou výhodou od 4 do 8. Postupy podľa vynálezu sa uskutočňujú s použitím buď aspoň trojsýtnych amínov alebo aspoň trojsýtnych karboxylových kyselín, ale nie zmesí takých amínov alebo karboxylových kyselín. Malé množstvá aspoň trojsýtnych amínov však môžu byť prítomné v trojsýtnych karboxylových kyselinách a naopak.
Tieto látky sú prítomné v množstve od 1 do 50 gmol/g polyamidu, s výhodou od 1 do 35, s osobitnou výhodou od 1 do 20 gmol/g polyamidu. Tieto látky sú s výhodou prítomné v množstve od 3 do 150, s osobitnou výhodou od 5 do 100, najmä od 10 do 70 gmol ekvivalentov/g polyamidu. Ekvivalenty sú založené na počte funkčných aminoskupín alebo karboxylových kyselinových skupín.
Dvojsýtne karboxylové kyseliny alebo dvojsýtne amíny slúžia ako predlžovače reťazca. Tieto majú 2 karboxylové kyselinové skupiny, ktoré môžu reagovať s aminoskupinami, alebo 2 aminoskupiny, ktoré môžu reagovať s karboxylovými kyselinami. Dvojsýtne karboxylové kyseliny alebo amíny popri karboxylových kyselinových skupinách alebo aminoskupinách neobsahujú žiadne ďalšie funkčné skupiny schopné reakcie s aminoskupinami alebo karboxylovými kyselinovými skupinami. S výhodou neobsahujú žiadne ďalšie funkčné skupiny. Príkladmi vhodných dvojsýtnych amínov sú tie, ktoré tvoria soli s dvojsýtnymi karboxylovými soľami. Môžu byť lineárne alifatické, napríklad Ci-i4-alkyléndiamín, s výhodou C2^-alkyléndiamín, napríklad hexyléndiamín. Môžu byť aj cykloalifatické. Príkladmi sú izoforóndiamín, dicycycan, laromín. Použiteľné sú aj rozvetvené alifatické diamíny, pričom príkladom je Vestamin TMD (trimetylhexametyléndiamín od Hiils AG). Celé amíny môžu byť substituované Ci.12-alkylovými, s výhodou CVi4alkylovými radikálmi na uhlíkovom skelete.
Dvojsýtne karboxylové kyseliny sú napríklad tie, ktoré tvoria soli s dvojsýtnymi diamínmi. Môžu to byť lineárne alifatické dikarboxylové kyseliny, ktorými sú s výhodou C4.20-dikarboxylové kyseliny. Príkladmi sú kyselina adipová, kyselina azelaínová, kyselina sebaková, kyselina suberová. Môžu byť aj aromatické. Príkladmi sú kyselina izoftalová, kyselina tereftalová, kyselina naftaléndikarboxylová ako aj dimerizované mastné kyseliny.
Dvojsýtne základné stavebné jednotky (c) sa s výhodou používajú v množstvách od 1 do 55, s osobitnou výhodou od 1 do 30, najmä od 1 do 15 gm/g polyamidu.
Podľa vynálezu sa zmes produktov získaná v kroku 3 alebo druhá kvapalná alebo druhá tuhá fáza alebo zmes druhej kvapalnej a druhej tuhej fázy (z kroku 4), z ktorých každá obsahuje polyamid, s výhodou taveninu polyamidu, odstráni z reakčnej nádoby konvenčným spôsobom, napríklad pomocou čerpadla. Následne sa získaný polyamid môže spracovať podľa konvenčných spôsobov, ako je opísané napríklad v DE-A 4 321 683 (strana 3, riadok 54, až strana 4, riadok 3).
Vo výhodnom uskutočnení hladina cyklického diméru v nylone 6 získanom podľa vynálezu sa môže ďalej znížiť extrakciou polyamidu najprv vodným roztokom kaprolaktámu a potom vodou a/alebo jeho podrobením extrakcii plynovou fázou (opísaná napríklad v EP-A-0 284 968). Nízkomolekulové zložky získané v tomto dodatočnom spracovaní, napríklad kaprolaktám, lineárny kaprolaktámový oligomér a cyklický kaprolaktámový oligomér, možno recyklovať do prvého a/alebo druhého a/alebo tretieho kroku.
Východisková zmes a reakčná zmes sa môže miešať vo všetkých krokoch s regulátormi reťazca, napríklad alifatickými a aromatickými karboxylovými a dikarboxylovými kyselinami a katalyzátormi, napríklad kyselinovými zlúčeninami fosforu v množstvách v intervale od 0,01 do 5 % hmotn., s výhodou v intervale od 0,2 do 3 % hmotn. vzhľadom na množstvo použitých monomérov tvoriacich polyamid a aminonitrilov. Medzi vhodné regulátory reťazca patrí napríklad kyselina propiónová, kyselina octová, kyselina benzoová, kyselina tereftalová a triacetóndiamín.
Prísady a plnivá ako pigmenty, farbivá a stabilizátory sa vo všeobecnosti pridávajú do syntetickej zmesi pred granuláciou, s výhodou v druhom, treťom a štvrtom kroku. Osobitne výhodné je používať plnivá a prísady, kedykoľvek syntetická alebo polymérová zmes nenarazí na katalyzátor v pevnej vrstve vo zvyšku spracovania. Jedna alebo viacero gúm zvyšujúcich pevnosť môže byť prítomných v kompozíciách ako prísady v množstvách od 0 do 40 % hmotn., s výhodou od 1 do 30 % hmotn. vzhľadom na celú kompozíciu.
Je napríklad možné použiť zvyčajné prísady zvyšujúce pevnosť, ktoré sú vhodné pre polyamidy a/alebo polyarylénétery.
Gumy, ktoré podporujú pevnosť polyamidov, majú vo všeobecnosti dve základné vlastnosti: majú elastomérnu časť, ktorá má teplotu sklovatenia menej ako -10 °C, s výhodou menej ako -30 °C, a obsahujú aspoň jednu funkčnú skupinu, ktorá je schopná interakcie s polyamidom. Medzi vhodné funkčné skupiny patria napríklad karboxylové kyselinové, karboxylové anhydridové, karboxylové esterové, karboxylové amidové, karboxylové imidové, amino, hydroxylové, epoxidové, uretánové a oxazolínové skupiny.
Medzi gumy, ktoré podporujú pevnosť zmesí, patria napríklad:
EP a EPDM gumy očkované vyššie uvedenými funkčnými skupinami. Medzi vhodné očkovacie činidlá patrí napríklad maleínanhydrid, kyselina itakónová, kyselina akrylová, glycidylakrylát a glycidylmetakrylát.
Tieto monoméry možno očkovať na polymér v tavenine alebo v roztoku, za prítomnosti alebo za neprítomnosti iniciátora voľných radikálov, napríklad kuménhydrogenperoxidu.
Kopolyméry α-olefínov opísané pod polymérmi A, vrátane najmä etylénových kopolymérov, možno tiež použiť ako gumy namiesto polymérov A a možno ich primiešavať ako také do kompozícií podľa vynálezu.
Ďalšou skupinou vhodných elastomérov sú zapuzdrované očkované gumy. Sú to očkované gumy, ktoré sa vyrábajú v emulzii a ktoré majú aspoň jednu tvrdú a jednu mäkkú zložku. Tvrdou zložkou je zvyčajne polymér s teplotou sklovatenia aspoň 25 °C, zatiaľ čo mäkkou zložkou je polymér s teplotou sklovatenia najviac 0 °C. Tieto produkty majú štruktúru vytvorenú z jadra a aspoň jedného puzdra, pričom táto štruktúra je dôsledkom poradia, v ktorom sa pridávajú monoméry. Mäkké zložky sú vo všeobecnosti odvodené od butadiénu, izoprénu, alkylakrylátov, alkylmetakrylátov alebo siloxánov a voliteľne ďalších komonomérov. Vhodné siloxánové jadrá možno pripraviť napríklad vychádzajúc z cyklického oligomérneho oktametyltetrasiloxánu alebo tetravinyltetrametyltetrasiloxánu. Tieto možno napríklad nechať reagovať s γ-merkaptopropylmetyldimetoxysilánom v katiónovej polymerizácii s otváraním kruhu, s výhodou za prítomnosti sulfónových kyselín, za vzniku mäkkých siloxánových jadier. Siloxány môžu byť aj zosietené, napríklad uskutočnením polymerizačnej reakcie za prítomnosti silánov s hydrolyzovateľnými skupinami, ako sú halogénové alebo alkoxylové skupiny, napríklad tetraetoxysilán, metyltrimetoxysilán alebo fenyltrimetoxysilán. Medzi vhodné komonoméry tu patrí napríklad styrén, akrylonitril a sieťovacie alebo očkovacie monoméry s viac ako jednou polymerizovateľnou dvojitou väzbou, napríklad dialylftalát, divinylbenzén, butándioldiakrylát alebo trialyl(izo)kyanurát. Tvrdé zložky sú vo všeobecnosti odvodené od styrénu, α-metylstyrénu a ich kopolymérov, pričom výhodnými komonomérmi sú akrylonitril, metakrylonitril a metylmetakrylát.
Výhodné zapuzdrované očkované gumy majú mäkké jadro a tvrdé puzdro alebo tvrdé jadro, prvé mäkké puzdro a aspoň jedno ďalšie tvrdé puzdro. Zabudovanie funkčných skupín ako karbonylových, karboxylových kyselinových, kyselinových anhydridových, kyselinových amidových, kyselinových imidových, karboxylových esterových, amino, hydroxylových, epoxy, oxazolínových, uretánových, močovinových, laktámových alebo halogénbenzylových skupín sa tu s výhodou uskutočňuje pridaním vhodných funkcionalizovaných monomérov počas polymerizácie posledného puzdra. Medzi vhodné funkcionalizované monoméry patrí napríklad kyselina maleínová, maleinanhydrid, mono- alebo diestery kyseliny maleínovej, ŕerc-butyl(met)akrylát, kyselina akrylová, glycidyl(met)akrylát a vinyloxazolín. Podiel monomérov s funkčnými skupinami je vo všeobecnosti v intervale od 0,1 do 25% hmotn., s výhodou v intervale od 0,25 do 15 % hmotn. vzhľadom na celkovú hmotnosť zapuzdrovanej očkovanej gumy. Hmotnostný pomer mäkkých a tvrdých zložiek je vo všeobecnosti v intervale od 1:9 do 9:1, s výhodou v intervale od 3:7 do 8:2.
Také gumy, ktoré zlepšujú pevnosť polyamidov, sú známe a sú opísané napríklad v EP-A-0 208 187.
Ďalšou skupinou vhodných prísad zvyšujúcich húževnatosť sú termoplastické polyesterové elastoméry. Polyesterové elastoméry sú segmentované kopolyéterestery obsahujúce dlhoreťazcové segmenty vo všeobecnosti odvodené od poly(alkylén)éterglykolov, a krátkoreťazcové segmenty odvodené od nízkomolekulových diolov a dikarboxylových kyselín. Také produkty sú známe a sú opísané v literatúre, napríklad v US 3,651,014. Príslušné produkty sú tiež komerčne dostupné pod názvami Hytrel® (Du Pont), Arnitel® (Akzo) a Pelprene® (Toyobo Co. Ltd.).
Je zrejmé, že je možné použiť aj zmesi rôznych gúm.
Ako ďalšie prísady možno spomenúť napríklad spracovacie pomôcky, stabilizátory a spomaľovače oxidácie, prostriedky proti tepelnému rozkladu a rozkladu ultrafialovým svetlom, mazivá a prostriedky uľahčujúce vyberanie z formy, spomaľovače horenia, farbivá a pigmenty a zmäkčovadlá. Ich podiel je vo všeobecnosti do 40 %, s výhodou do 15 % hmotn. vzhľadom na celkovú hmotnosť kompozície.
Pigmenty a farbivá sú vo všeobecnosti prítomné v množstvách do 4 %, s výhodou od 0,5 do 3,5 %, najmä od 0,5 do 3 % hmotn..
Pigmenty na farbenie termoplastov sú bežne známe, pozrite napríklad R. Gächter a H. Múller, Taschenbuch der Kunststoffadditive, Carl Hanser Verlag, 1983, strany 494 až 510. Prvá výhodná skupina pigmentov, ktorú možno spomenúť, sú biele pigmenty ako oxid zinočnatý, sulfid zinočnatý, olovnatá bieloba (2 PbCO3.Pb(OH)2), litopón, antimónová bieloba a oxid titaničitý. Z dvoch najbežnejších kryštalických polymorfov (rútil a anatas) oxidu titaničitého je rutilová forma výhodnejšia na použitie ako biely pigment na tvarovacie kompozície podľa vynálezu.
Čierne pigmenty, ktoré možno použiť podľa vynálezu, sú čierna železitá (Fe3O4), spinelová čierna (Cu(Cr,Fe)2O4), mangánová čierna (zmes oxidu manganičitého, oxidu kremičitého a oxidu železitého), kobaltová čierna a antimónová čierna a tiež s osobitnou výhodou sadze, ktoré sa obyčajne používajú vo forme pecových alebo plynových sadzí (pozrite G. Benzing, Pigmente fur Anstrichmittel, Expert-Verlag (1988), s. 78ff).
Bude zrejmé, že aby sa získali isté odtiene, podľa vynálezu možno použiť aj anorganické farebné pigmenty ako chrómová zeleň alebo organické farebné pigmenty ako azofarbivá a ftalokyaníny. Také pigmenty sú všeobecne komerčne dostupné.
Ďalej môže byť výhodné použiť vyššie uvedené pigmenty alebo farbivá v zmesi, napríklad sadze s meďnatými ftalokyanínmi, keďže toto vo všeobecnosti uľahčuje dispergovanie farby v termoplaste.
Medzi retardéry oxidácie a tepelné stabilizátory, ktoré možno pridať do termoplastických kompozícií podľa vynálezu, patria napríklad halogenidy kovov skupiny I periodickej tabuľky, napríklad halogenidy sodné, halogenidy draselné, halogenidy lítne, voliteľne v spojení s halogenidmi med’nými, napríklad chloridy, bromidy alebo jodidy. Halogenidy, najmä medi, môžu obsahovať aj elektrónovo bohaté p-ligandy. Príkladmi takých komplexov medi sú halogenidové komplexy medi s trifenylfosfínom. Ďalej je možné použiť fluorid zinočnatý a chlorid zinočnatý. Ďalšími možnosťami sú sféricky bránené fenoly, hydrochinóny, substituovaní zástupcovia tejto skupiny, sekundárne aromatické amíny, voliteľne v spojení s fosfor obsahujúcimi kyselinami a ich soľami, a zmesi týchto zlúčenín, s výhodou v koncentrácii do 1% hmotnostného vzhľadom na hmotnosť zmesi.
Príkladmi UV stabilizátorov sú rôzne substituované rezorcinoly, salicyláty, benzotriazoly a benzofenóny, ktoré sa vo všeobecnosti používajú v množstvách do 2 % hmotn..
Mazivá a prostriedky uľahčujúce vyberanie z formy, ktoré sa všeobecne zahŕňajú do termoplastových materiálov v množstvách do 1% hmotnostného, sú kyselina stearová, stearylalkohol, alkylstearáty a N-alkylstearamidy a tiež estery pentaerytritolu s mastnými kyselinami s dlhým reťazcom. Je tiež možné použiť soli vápnika, zinku alebo hliníka a kyseliny stearovej a tiež dialkylketóny, napríklad distearylketón.
Predložený vynález ďalej poskytuje polyamid, ktorý možno pripraviť ktorýmkoľvek z predchádzajúcich postupov.
Nasledujúce príklady ilustrujú vynález.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Príprava a analýza vzoriek
Relatívna viskozita (RV), miera narastania molekulovej hmotnosti a stupňa polymerizácie, sa merala v roztoku s koncentráciou 1 % hmotnostného v prípade extrahovaného materiálu a 1,1 % hmotn. v prípade neextrahovaného polyméru v 96 % kyseline sírovej pri 25 °C pomocou Ubbelohdeho viskozimetra. Neextrahované polyméry sa pred analýzou vysušili za zníženého tlaku v priebehu 20 hodín.
Obsah aminoskupín a karboxylových koncových skupín sa určil na extrahovanom polykaprolaktáme acidimetrickou titráciou. Aminoskupiny sa titrovali kyselinou chloristou v zmesi fenolu a metanolu 70:30 (hmotnostné diely). Koncové karboxylové skupiny sa titrovali roztokom hydroxidu sodného v benzylalkohole ako rozpúšťadle.
Pri extrakcii sa 100 hmotn. dielov polykaprolaktámu miešalo so 400 hmotnostnými dielmi demineralizovanej vody pri 100 °C v priebehu 32 hodín pod refluxom a po odstránení vody sa jemne vysušilo, teda bez postkondenzácie, pri 100 °C za zníženého tlaku v priebehu 20 hodín.
Katalyzátory
Katalyzátor 1: Práškový beta-zeolit
Použitým katalyzátorom bol beta-zeolit od Uetikon (Zeokat-Beta) s nasledujúcim zložením: SiO2 = 91 %, AI2O3 = 7,8 %, Na2O = 0,5 %, K2O = 0,7 %, veľkosť povrchu BET = 700 m2/g, veľkosť pórov v A = 7,6 x 6,7; 5,5 x 5,5, veľkosť častíc 0,2 - 0,5 gm.
Katalyzátor 2: Beta-zeolitové extrudáty
220 g β-zeolitu z príkladu 1 sa miesilo s 5 % Walocel® a 230 g vody 45 minút. Materiál sa potom tvaroval pod tlakom 70 barov do 2 mm extrudátov. Tieto sa vysušili pri 110 °C a kalcinovali pri 500 °C 16 hodín.
195 g týchto extrudátov sa podrobilo iónovej výmene s 3 litrami 20% roztoku NH4CI pri 80 °C počas 2 h a potom sa premylo 10 I vody. Potom sa uskutočnila druhá iónová výmena s 3 I 20 % roztoku NH4CI pri 80 °C/2 h a produkt sa premyl do negatívnej reakcie na Cl. Po sušení pri 110 °C nasledovalo 5 h kalcinácie pri 500 °C.
Katalyzátor 3: Vrstevnatý silikát typu K10®
K10® je kyselinou spracovaný montmorillonit od Sud-Chemie. Má veľkosť povrchu BET 180 - 220 m2/g a iónovýmenný ekvivalent 40 - 50 meq/100 g.
Katalyzátory 4 a 5: extrudáty TiO2 so 100 % a 84 % anatasu
Príprava je v súlade s popisom v Ertl, Knôzinger, Weitkamp: “Handbook of heterogeneous catalysis, VCH Weinheim, 1997; strana 98ff. TiO2 polymorfy opísané ako osobitne výhodné v predchádzajúcom popise boli zmiešané s vodou, sólom oxidu kremičitého a glycerolom, extrudované a kalcinované pri 550 °C.
Katalyzátor 6: Katalyzátor na báze oxidu titaničitého/oxidu volfrámového
Použitý katalyzátor sa získal dôkladným pomiešaním komerčne dostupného oxidu titaničitého VKR 611 (od Sachtleben) s oxidom volfrámovým a následnou extrúziou ako v príklade 2 alebo 4.
Má nasledujúcu špecifikáciu: 20 % hmotn. WO3, 80 % hmotn. TiO2; veľkosť povrchu BET = 73 m2/g, celková kyslosť (pKa = 6,8) = 0,56 mmol/g; celková kyslosť (pKa = -3) = 0,035 mmol/g.
Postup
Všetky experimenty sa uskutočnili vo viacstupňovej aparatúre Miniplant s použitím aminokapronitrilu (ACN) a vody (H2O) ako reaktantov z napájacej nádoby V, ktorá je zobrazená na obrázku 1. Prvé procesné štádium (1), ktoré malo prázdny objem 1 litra a vnútornú dĺžku 1000 mm, bolo úplne naplnené Raschigovými krúžkami (priemer 3 mm, dĺžka 3 mm, na porovnanie) alebo granulami oxidu titaničitého (katalyzátor 4). Granuly pozostávali zo 100 % TiO2 vo forme anatasu a mali dĺžku vlákna od 2 do 14 mm a hrúbku vlákna asi 4 mm a merný povrch asi 50 m2/g. Druhé štádium (2) bola dvojlitrová oddeľovacia nádoba. Tretie štádium (3) bola prietoková rúrka (objem 1 I, dĺžka 1000 mm) naplnená Raschigovými krúžkami (priemer 6 mm, dĺžka 6 mm, na porovnanie) alebo vyššie opísanými granulami TiO2. Štvrté procesné štádium (4) bola oddeľovacia nádoba (objem 2 I), z ktorej sa pripravená tavenina polyméru extrudovala vo forme vlákna (A) pomocou zubového čerpadla.
Tabuľková reprezentácia príkladov
Procesné parametre a vlastnosti produktov sú uvedené vo forme tabuliek ďalej. Výkon je hmotnostný prietok reakčnej zmesi cez prvé štádium/krok procesu.
m cxi
Procesné parametre:
Štádium 3 O O H 250 240 250 250 250 251 in CN
P [bar] 50 34 50 34 55 34 34 i
Q. o r- o 1- o o Ί7· o
Katalyzátor1 bez bez bez bez ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1 bez I bez bez
Štádium 2 o 0 1- 250 240 250 270 246 246 246
P [bar] 30 30 30 25 30 30 30
Obsah [%] 25 50 25 50 O 25 25
Štádium 1 o O H 220 270 240 275 230 240 240
P [bar] 55 06 55 06 50 55 55
Katalyzátor1 CM O í— bez M O i- bez N O í— (N O i- CM O i-
O _ W (D ·· s ξ i 1 : 2 CN 1 : 4 Ν’ Ν’ 1 : 6 1 : 6
Príklady V C1.1 N C2.1 3.1 3.2 3.3
n
•σ
ra
□ C/)
E Φ O
o e
TZ Q.
2 CO
>(O TJ
O 'S
> >0)
o o x:
o ‘CD
O č
ID Q.
CXI O
tj
Q. '(/>
__ ω
E
> N
o äľ
N c
C »υ
Φ Ό co Φ
C L.
O
o
m
O o
Q. JZ
Ό
ro c
CO Q.
CB Vi
TJ p >
>N φ
>co TJ CO
o s 32
-C (D jz •(0 N
E CO
O >. C
u. >
N o □> S
eniny Rasch >S E o •i-t
> ω (D U-
ra
> >
ra to
ľ. *O
<0 > O
(D ‘CO >
E c ω Φ ’c CO
N E
(D (Q TJ
C C 'C
>o N Ο-
B N ι
(U 0) >
Re p ,— n. CM
Štádium 3 O p I- 243 250 240 240 242 1IO CM 250
P [bar] 37 50 38 00 « 55 50
O*“ h . d Q. o o o O o 30 o V
Katalyzátor1 CM O i- bez CM O i- CM O i- CM O i- bez bez
Štádium 2 O o l·— 247 250 250 250 250 260 250
P [bar] 30 30 40 40 O CO CO 30
Obsah [%] 25 25 25 25 25 O V 25
Štádium 1 o 0 I- 240 240 240 240 250 250 240
P [bar] 55 55 60 60 60 60 55
Katalyzátor CM O H CM O i- CM O H CM O P CM O i- CM O P CM O í-
O _ (D E O E < Ξ- 1 : 6 1 : 6 1 : 4 1 : 4 1 : 4 1 : 4 1 : 4
Príklady 4.1 a 4.2 4.3 in 5.2 CO 6.2 6.3
oOd
Výsledky na porovnanie d ra
Q-
Zlepšenie relatívnej viskozity produktu spojené so súčasným zvýšením výkonu o 50 % prostredníctvom použitia katalyzátora v pro ‘W un
E o c
V) <0 u s° σ> CD (Q o >b
Relatívna viskozita produktu 1,68 1,51 1,52
£
O)
c
o
-Jč o o o
·>» o o o
> CO CO
ro ro
o o
•ro •ro
L. O £ £
•ro Q ro
£ ω ro +ro
M
o N N
ro (D <D
I- JO n
TJ ro CN
T”
N CN
Q. cn O O
CD CN
CO
T3 ra
Ol
viskozita 1,81 1,86 2,03
Relatívna produktu
kon [g/h] o o o
o o o
> CO (0 CO
tota ACN [%] o o co
.2 CD CD cd'
>5 CD O) O)
alyzátor CM CM CM
4-* cn O O O
H I- H
ríklad CN CO
OL cd CO CO
Zlepšené vlastnosti produktu, teda zvýšená molekulová hmotnosť a zvýšený obsah koncových karboxylových skupín (CEG) kon
co
CEG T CO ’C“ 59
Relatívna viskozita produktu 1,81 l\ r- 1,65
Výkon [g/h] 200 O o CD o o CD
Katalyzátor (štádium 2) CN O i- CN O i- bez katalyzátora
Katalyzátor (štádium 1) CN O P CN O P CN O P
Príklad v 4.2 4.3
Zlepšené vlastnosti produktu, teda zvýšená molekulová hmotnosť a zvýšený obsah koncových karboxylových skupín (CEG) kon-
cxi ra
D TJ »C0
E o c CO 0) o o ΙΟ.
> ro k. o £ ro ra
o CL
CEG r'- 59
Relatívna viskozita produktu 1,66 1,58
Výkon [g/h] o o CO 009
Voda pridaná v štádiu 3 [%] o τ— o
Katalyzátor (štádium 2) CM O i- CM O H
Katalyzátor (štádium 1) (N O í- CM O H
Príklad 5 v irí 5.3
Zlepšené vlastnosti produktu, teda zvýšená molekulová hmotnosť a zvýšený obsah koncových karboxylových skupín (CEG) kon-
CEG 'T O) £ 67
Relatívna viskozita produktu CO r- 1,68 1,64
Výkon [g/h] 009 009 009
Katalyzátor (štádium 2) CM O i- bez katalyzátora bez katalyzátora
Katalyzátor (štádium 1) CN O H CM O H <N O H
Príklad 6 V (D 6.2 6.3
CO co
Procesné parametre:
o O H 251 252 250 251
[bar] CM
o. CO CO CO CO
o* CO > o o o o
a. T- T
tádium 3 italytor IsJ N N Nl
ro «cg <D 0) (D (D
>co Ní N .Q n n
O 0 CD CO CO (D
’Φ ’t
1- CM CM CM CM
[bar] CM O O
Q. CO CO CO CO
CM E 3 CB »bsah [%] in CO IO ID
u CM CM CM CM
o o CM O O
CO m N- ’t
R CM CM CM CM
[bar] r* o O) IO
Q. 00 σ> CO IO
ádium 1 italytor N N N CN o
55 ‘CO tu (D 0)
>U) X N n X3 n 1-
o •y <d I c uz ·§ CO CO to CO
2 š - V -
Príklady C7.1 C7.2 C7.3
P V - Pridanie vody v treťom štádiu na základe vstupného toku reakčnej zmesi do prvého štádia procesu.
•M CO
Výsledky na porovnanie
Ň·’
TJ ra
o.
ro +4 >N
Π
O
Q.
E o > 4-* o Έ TJ (D i—
4-* tn o
u.
CL ra
4-» O
CL
0)
4—· ra ra c
>o ra ® > C tu ;n c
N ra c
o
sp θ'
U) σϊ σ>
>ra 4-< >U)
ra o
4-» >ro
ra *4 ra c o
L·.
Q.
ra jdt o c
E ra o .c tu 4—* >Ň □
O
Q.
ra
4~*
O
4-* « >Ó
viskozita 2,03 1,56 1,30 n CN
Relatívna produktu
(štádium 1) [°C] ΙΌ r- o m
o. n oo CD tn
1—1 ω 0 T“ E □ tj >ro •í)(/) o CN o
'T CD n r-
F CN CN CN CN
kon [g/h] O n o o
O n o CD
> <0 V co 'N-
italyzátor CM o N N IN
ra Q) CU 0)
P .Q X2 n
TJ ra V CN co
r< r-ľ
Q. b- O o O
?1/ ^Ο -ΜΡΟΌ

Claims (9)

    PATENTOVÉ NÁROKY
  1. ' (1) reakcie aspoň jedného aminonitrilu s vodou pri teplote od 90 do 400 °C a tlaku od 0,1 do 35 x 106 Pa v prietokovej rúrke obsahujúcej katalyzátor na báze Bronstedovej kyseliny vybraný spomedzi katalyzátorov na báze beta-zeolitov, vrstevnatých silikátov alebo oxidu titaničitého pozostávajúceho zo 70 až 100 % hmotn. anatasu a od 0 do 30 % hmotn. rutilu a v ktorom až do 40 % hmotn. oxidu titaničitého možno nahradiť oxidom volfrámovým, čím sa získa reakčná zmes, (2) ďalej reakcie reakčnej zmesi pri teplote od 150 do 400 °C a tlaku, ktorý je nižší ako tlak v kroku 1, za prítomnosti katalyzátora na báze Bronstedovej kyseliny vybraného spomedzi katalyzátorov na báze beta-zeolitu, vrstevnatého silikátu alebo oxidu titaničitého pozostávajúceho zo 70 až 100 % hmotn. anatasu a od 0 do 30 % hmotn. rutilu, a v ktorom až do 40 % hmotn. oxidu titaničitého môže byť nahradené oxidom volfrámovým, pričom teplota a tlak sa volia tak, aby sa získala prvá plynná fáza a prvá kvapalná alebo prvá tuhá fáza alebo zmes prvej tuhej a prvej kvapalnej . fázy, a prvá plynná fáza sa oddelí od prvej kvapalnej alebo prvej tuhej fázy alebo od zmesi prvej kvapalnej a prvej tuhej fázy a *
    &
    (1) reakcie aspoň jedného aminonitrilu s vodou pri teplote od 90 do 400 °C a tlaku od 0,1 do 35 x 106 Pa v prietokovej rúrke obsahujúcej katalyzátor na báze Bronstedovej kyseliny vybraný spomedzi katalyzátorov na báze beta-zeolitov, vrstevnatých silikátov alebo oxidu titaničitého pozostávajúceho zo 70 až 100 % hmotn. anatasu a od 0 do 30 % hmotn. rutilu a v ktorom až do 40 % hmotn. oxidu titaničitého možno nahradiť oxidom volfrámovým, čím sa získa reakčná zmes, (2) ďalej reakcie reakčnej zmesi pri teplote od 150 do 400 °C a tlaku, ktorý je nižší ako tlak v kroku 1, za prítomnosti katalyzátora na báze Bronstedovej kyseliny vybraného spomedzi katalyzátorov na báze beta-zeolitu, vrstevnatého silikátu alebo oxidu titaničitého pozostávajúceho zo 70 až 100% hmotn. anatasu a od 0 do 30% hmotn. rutilu, a v ktorom až do 40 % hmotn. oxidu titaničitého môže byť nahradené oxidom volfrámovým, pričom teplota a tlak sa volia tak, aby sa získala prvá plynná fáza a prvá kvapalná alebo prvá tuhá fáza alebo zmes prvej tuhej a prvej kvapalnej fázy, a prvá plynná fáza sa oddelí od prvej kvapalnej alebo prvej tuhej fázy alebo od zmesi prvej kvapalnej a prvej tuhej fázy a (3) zmiešania prvej kvapalnej alebo prvej tuhej fázy alebo zmesi prvej kvapalnej a prvej tuhej fázy s plynnou alebo kvapalnou fázou obsahujúcou vodu pri teplote od 150 do 370 °C a tlaku od 0,1 do 30 x 10® Pa voliteľne v prietokovej rúrke obsahujúcej katalyzátor na báze Bronstedovej kyseliny vybraný spomedzi katalyzátorov na báze betazeolitu, vrstevnatého silikátu alebo oxidu titaničitého pozostávajúceho zo 70 až 100 % hmotn. anatasu a od 0 do 30 % hmotn. rutilu a v ktorom až do 40 % hmotn. oxidu titaničitého možno nahradiť oxidom volfrámovým, čím sa získa zmes produktov.
    1. Kontinuálny postup na prípravu polyamidu reakciou aspoň jedného aminonitrilu s vodou, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z nasledujúcich krokov:
  2. 2. Postup podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že ďalej obsahuje nasledujúci krok:
  3. 3 sa plynná alebo kvapalná fáza obsahujúca vodu pridáva v množstve od 50 do 1500 ml vody na 1 kg prvej kvapalnej alebo prvej tuhej fázy alebo zmesi prvej kvapalnej a prvej tuhej fázy.
    3. Kontinuálny postup na prípravu polyamidu reakciou aspoň jedného amino* nitrilu s vodou, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z nasledujúcich krokov:
  4. 4 až 12 atómami uhlíka alebo aminoalkylarylnitril s 8 až 13 atómami uhlíka.
    4. Postup podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že teplota a tlak v kroku 1 alebo v kroku 3 alebo v kroku 1 aj v kroku 3 sú zvolené tak, aby sa získala kvapalná alebo tuhá fáza alebo zmes kvapalnej a tuhej fázy a plynná fáza a táto plynná fáza sa oddelí.
    (4) postkondenzácie prvej kvapalnej alebo prvej tuhej fázy alebo zmesi prvej kvapalnej a prvej tuhej fázy pri teplote od 200 do 350 °C a tlaku, ktorý je nižší ako tlak v kroku 2, pričom teplota a tlak sa volia tak, aby sa získala druhá, vodu a amoniak obsahujúca plynná fáza a druhá kvapalná alebo druhá tuhá fáza alebo zmes druhej kvapalnej a druhej tuhej fázy, z ktorých každá obsahuje polyamid.
    (4) postkondenzáciu zmesi produktov pri teplote od 200 do 350 °C a tlaku, ktorý je nižší ako tlak v kroku 3, pričom teplota a tlak sa volí tak, aby sa získala druhá, vodu a amoniak obsahujúca plynná fáza a druhá kvapalná alebo druhá tuhá fáza alebo zmes druhej kvapalnej a druhej tuhej fázy, ktoré obsahujú polyamid.
  5. 5. Postup podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že reakčný krok 1 sa uskutočňuje s použitím molárneho pomeru aminonitrilu k vode od 4 1:1 do 1:30.
  6. 6. Postup podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že v kroku
  7. 7. Postup podľa nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že aspoň jedna z plynných fáz získaných v príslušných krokoch sa recykluje do aspoň jedného z predchádzajúcich krokov.
  8. 8. Postup podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 7, vyznačujúci sa tým, že použitým aminonitrilom je -aminoalkylnitril s alkylénovým zoskupením (-CH2-) so
  9. 9. Postup podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 8, vyznačujúci sa tým, že sa pri ňom používa nasledujúca zmes:
    od 50 do 99,99 % hmotn. 6-aminokapronitrilu, od 0,01 do 50 % hmotn. aspoň jednej dikarboxylovej kyseliny vybranej zo skupiny pozostávajúcej z alifatických C4-C10-a,o-dikarboxylových kyselín, * aromatických C8-Ci2-dikarboxylových kyselín a C5-C8-cykloalkándikarboxylových kyselín, od 0 do 50 % hmotn. α,ω-diamínu so 4 až 10 atómami uhlíka, od 0 do 50 % hmotn. a,o-C2-C12-dinitrilu a od 0 do 50 % hmotn. a,o-C5-C12-aminokyseliny alebo príslušného laktámu, od 0 do 10 % hmotn. aspoň jednej anorganickej kyseliny alebo jej soli, pričom jednotlivé hmotnostné percentá dávajú súčet 100 %.
SK1110-2000A 1998-02-02 1999-02-02 Kontinuálna príprava polyamidov z aminonitrilov SK11102000A3 (sk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19804023A DE19804023A1 (de) 1998-02-02 1998-02-02 Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Polyamiden aus Aminonitrilen
PCT/EP1999/000654 WO1999038908A1 (de) 1998-02-02 1999-02-02 Kontinuierliches verfahren zur herstellung von polyamiden aus aminonitrilen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK11102000A3 true SK11102000A3 (sk) 2001-04-09

Family

ID=7856397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK1110-2000A SK11102000A3 (sk) 1998-02-02 1999-02-02 Kontinuálna príprava polyamidov z aminonitrilov

Country Status (21)

Country Link
US (1) US6316588B1 (sk)
EP (1) EP1054919B1 (sk)
JP (1) JP4382982B2 (sk)
KR (1) KR100552370B1 (sk)
CN (1) CN1267473C (sk)
AR (1) AR018542A1 (sk)
AU (1) AU2923699A (sk)
BG (1) BG104648A (sk)
BR (1) BR9908543A (sk)
CA (1) CA2319745C (sk)
DE (2) DE19804023A1 (sk)
ES (1) ES2181401T3 (sk)
ID (1) ID27651A (sk)
MY (1) MY122452A (sk)
PL (1) PL342294A1 (sk)
RU (1) RU2000122972A (sk)
SK (1) SK11102000A3 (sk)
TR (1) TR200002251T2 (sk)
TW (1) TW502045B (sk)
UA (1) UA57128C2 (sk)
WO (1) WO1999038908A1 (sk)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19846014A1 (de) 1998-10-06 2000-04-13 Basf Ag Beschleuniger für die Herstellung von Polyamiden aus Aminonitrilen
US6201096B1 (en) * 1998-10-26 2001-03-13 E. I. Du Pont De Nemours And Company Continuous polymerization process for preparing polyamides from omega-aminonitriles
DE19935398A1 (de) * 1999-07-30 2001-02-01 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Polyamiden aus Dinitrilen und Diaminen
DE19962573A1 (de) * 1999-12-23 2001-07-05 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Polyamiden
DE10033544A1 (de) * 2000-07-11 2002-01-24 Basf Ag Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Polyamiden aus Aminonitrilen
US6437089B1 (en) * 2001-06-01 2002-08-20 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for the production of nylon 6
DE10217439A1 (de) * 2002-04-18 2003-10-30 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Polyamiden
US7381788B2 (en) * 2002-08-30 2008-06-03 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha Method for continuous production of polyamide
DE10313682A1 (de) * 2003-03-26 2004-10-07 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Polyamiden
DE102004006955A1 (de) 2004-02-12 2005-09-01 Basf Ag Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Polyamiden
DE102004027022A1 (de) * 2004-06-02 2006-01-05 Basf Ag Verfahren zur Abtrennung von Ammoniak und Wasser aus Lactam-haltigen Gemischen
FR2914308B1 (fr) * 2007-03-27 2009-05-01 Rhodia Recherches & Tech Procede de fabrication de polyamide
FR2981600B1 (fr) 2011-10-25 2013-11-15 Rhodia Operations Procede de preparation de granules de polyamide

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2301964A (en) * 1941-09-12 1942-11-17 Du Pont Method of preparing lactams
US4568736A (en) 1984-09-17 1986-02-04 The Standard Oil Company Preparation of polyamide from omega-aminonitrile with oxygen containing phosphorus catalyst
US4628085A (en) * 1985-09-03 1986-12-09 Allied Corporation Use of silica catalyst for selective production of lactams
US4625023A (en) * 1985-09-03 1986-11-25 Allied Corporation Selective conversion of aliphatic and aromatic aminonitriles and/or dinitriles into lactams
DE3534817A1 (de) * 1985-09-30 1987-04-02 Davy Mckee Ag Verfahren zur herstellung von polyamid
US5109104A (en) 1990-10-04 1992-04-28 E. I. Du Pont De Nemours And Company Preparation of polyamides from omega-aminonitriles
DE4339648A1 (de) * 1993-11-20 1995-05-24 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Caprolactam
DE4443125A1 (de) * 1994-12-03 1996-06-05 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Caprolactam
DE19635077A1 (de) 1996-08-30 1998-03-05 Basf Ag Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Polyamiden aus omega-Aminoalkylnitrilen
KR100539338B1 (ko) 1996-08-30 2005-12-28 바스프 악티엔게젤샤프트 아미노니트릴로부터 폴리아미드의 제조방법
DE19709390A1 (de) * 1997-03-07 1998-09-10 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Polyamiden aus Aminonitrilen

Also Published As

Publication number Publication date
BR9908543A (pt) 2000-12-05
US6316588B1 (en) 2001-11-13
ES2181401T3 (es) 2003-02-16
EP1054919B1 (de) 2002-07-31
CA2319745C (en) 2006-05-09
EP1054919A1 (de) 2000-11-29
RU2000122972A (ru) 2002-08-27
CN1267473C (zh) 2006-08-02
AR018542A1 (es) 2001-11-28
UA57128C2 (uk) 2003-06-16
ID27651A (id) 2001-04-19
AU2923699A (en) 1999-08-16
TW502045B (en) 2002-09-11
KR100552370B1 (ko) 2006-02-20
JP4382982B2 (ja) 2009-12-16
TR200002251T2 (tr) 2001-01-22
CN1295591A (zh) 2001-05-16
WO1999038908A1 (de) 1999-08-05
PL342294A1 (en) 2001-06-04
CA2319745A1 (en) 1999-08-05
KR20010040505A (ko) 2001-05-15
BG104648A (en) 2001-02-28
JP2002501960A (ja) 2002-01-22
MY122452A (en) 2006-04-29
DE59902183D1 (de) 2002-09-05
DE19804023A1 (de) 1999-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK1492002A3 (en) Method for producing polyamides from dinitriles and diamines
SK11102000A3 (sk) Kontinuálna príprava polyamidov z aminonitrilov
US6815527B2 (en) Continuous method for producing polyamides from aminonitriles
SK10802000A3 (sk) Výroba polyamidov z aminonitrilov
SK11632000A3 (sk) Spôsob výroby polyamidov zo zlúčenín aminokarboxylových kyselín
SK11092000A3 (sk) Kontinuálny postup na výrobu polyamidov z aminonitrilov
SK10812000A3 (sk) Diskontinuálny postup na prípravu polyamidov z aminonitrilov
US6531570B1 (en) Accelerator for the production of polyamides from aminonitriles
CZ20002836A3 (cs) Kontinuální způsob výroby polyamidů z aminonitrilů a polyamidy tímto způsobem vyrobitelné
CZ20002835A3 (cs) Diskontinuální způsob výroby polyamidů z aminonitrilů
CZ20002838A3 (cs) Způsob výroby polyamidů z aminonitrilů
MXPA01003484A (en) Accelerator for the production of polyamides from aminonitriles
CZ20002837A3 (cs) Kontinuální způsob výroby polyamidů z aminonitrilů a polyamidy tímto způsobem vyrobené