SK9912001A3 - Use of heterogeneous catalysts in methods for the production of polyamides - Google Patents

Use of heterogeneous catalysts in methods for the production of polyamides Download PDF

Info

Publication number
SK9912001A3
SK9912001A3 SK991-2001A SK9912001A SK9912001A3 SK 9912001 A3 SK9912001 A3 SK 9912001A3 SK 9912001 A SK9912001 A SK 9912001A SK 9912001 A3 SK9912001 A3 SK 9912001A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
reaction mixture
polymerization
catalysts
carried out
oxide
Prior art date
Application number
SK991-2001A
Other languages
English (en)
Inventor
Ralf Mohrschladt
Volker Hildebrandt
Original Assignee
Basf Ag
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 Ag filed Critical Basf Ag
Publication of SK9912001A3 publication Critical patent/SK9912001A3/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
    • 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
    • C08G69/14Lactams
    • C08G69/16Preparatory processes
    • C08G69/18Anionic polymerisation
    • C08G69/20Anionic polymerisation characterised by the catalysts used
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Description

Tento vynález sa týka použitia kovových oxidov ako heterogénnych katalyzátorov pri spôsobe prípravy polyamidov pomocou polymerizácie laktámov.
Doterajší stav techniky
Polyamidy na báze ε-kaprolaktámu sa používajú na výrobu vlákien, filmov a výliskov. Avšak hydrolytická polymerizácia ε-kaprolaktámu, ktorá je jednou z najvýznamnejších spôsobov prípravy nylonu-6, nie je komplexnou. Surový polymér vytvorený z kaprolaktámu preto obsahuje vysokú hladinu ε-kaprolaktámu a reakčných produktov s nízkou molekulovou hmotnosťou (oligomér). Pretože ako oligomér tak i monomér kaprolaktámu sú rozpustné a extrahovateľné vo vode, hladina zložiek s nízkou molekulovou hmotnosťou v polymére je taktiež známa ako jej extrahovateľný obsah.
Na zabránenie zhoršenia kvality produktu a vlastností spracovania, napríklad počas vstrekovania alebo vytláčania výliskov alebo počas zvlákňovania, je potrebné znížiť obsah extrahovateľných podielov.
Potrebná extrakcia sa zvyčajne uskutočňuje s vodou pri zvýšených teplotách, ako je opísané napríklad v nemeckom patentovom dokumente DE-A 2 501 348.
Na zvýšenie výťažku polymerizácie a na vylúčenie akéhokoľvek nepriaznivého vplyvu na životné prostredie sa s vodnými extraktmi nenakladá ako s odpadmi, ale sa recyklujú. Nakoniec sa napríklad zahustia alebo extrahujú, aby sa obsah monoméru kaprolaktámu mohol vrátiť späť do polymerizácie.
Nižšia rozpustnosť oligoméru a predovšetkým diméru v v trieskach nie je posledným dôvodom, prečo sa na extrakciu musia použiť komplikované a energeticky náročné kroky spracovania na to, aby sa dali získať polyamidy uspokojivej kvality. V jestvujúcich procesoch sa monomér kaprolaktámu používa ako solubilizátor pre oligomér kaprolaktámu pri extrakcii nylonu-6. V nemeckom
-2patentovom dokumente DE-A-43 24 616 sa preto navrhuje pridanie monoméru kaprolaktámu k vode na začiatku extrakcie.
Sú taktiež známe postupy, pri ktorých sa extrahovateľný obsah znižuje odparovaním monoméru a oligoméru z polyméru. Nemecký patentový dokument DE-A 29 48 865 opisuje spôsob demonomerizácie, pri ktorom sa polymér podrobí vákuu v roztavenom stave a vo forme tenkých filmov.
Všetky uvedené postupy sú nevýhodné v tom, že vyžadujú v niektorých prípadoch viacstupňové, finančne nákladné a energeticky náročné kroky demonomerizácie polyméru a spracovanie vodného extraktu.
Je preto výhodné vyrábať polyamidy, ktoré majú znížený obsah extrahovateľných podielov a predovšetkým obsah diméru, dokonca tiež v neextrahovanom stave, takže sa môžu znížiť technické a ekonomické výkony potrebné na extrahovanie zložiek s nízkou molekulovou hmotnosťou a na spracovanie vodného extraktu.
Účelom predloženého vynálezu je poskytnúť spôsob výroby polyamidu, pri ktorom je tvorba diméru a vyššieho oligoméru a prítomnosť monoméru v polymére obmedzená a vyrobené polyamidy majú preto nízky obsah extrahovateľných podielov, dokonca i pred extrakciou.
Podstata vynálezu
Zistili sme, že tento cieľ sa dá dosiahnuť podľa predloženého vynálezu použitím kovových oxidov ako heterogénnych katalyzátorov v spôsobe prípravy polyamidov polymerizáciou laktámov a prípadne ďalších polyamid tvoriacich monomérov, pričom kovové oxidy sa použijú vo forme, ktorá umožňuje ich mechanické odstránenie z reakčnej zmesi a odstraňujú sa z reakčnej zmesi počas alebo po polymerizácii, aby sa znížil obsah extrahovateľných podielov získaného polyamidu.
Podobný spôsob je opísaný v nemeckom patentovom dokumente DE-A198 08 190, ktorý má skorší dátum priority ako predložený vynález, avšak nebol publikovaný do dátumu priority predloženého vynálezu.
-3Na prípravu poiyamidov s nízkym obsahom extrahovateľných podielov v spôsobe podľa predloženého vynálezu sa ε-kaprolaktám a prípadne ďalšie polyamid tvoriace monoméry nechajú reagovať, výhodne kontinuálne, v prítomnosti kovových oxidov, ktoré nezostávajú v reakčnej zmesi. Prekvapujúco, spôsob zabezpečuje výrazné zníženie hladiny diméru, extrakcia ktorého je predovšetkým obťažná, z dôvodu jeho rozpustnosti vo vode.
Výhodou predloženého vynálezu je to, že sa zníži celkové množstvo zložiek s nízkou molekulovou hmotnosťou a predovšetkým dimérov, ktoré sa majú odstrániť z polyméru v následnej extrakčnej operácii. Toto neznamená len skrátenie doby zotrvania v extraktore a teda zvýšenie časopriestorového výťažku, avšak taktiež znižuje množstvo extraktu, ktoré sa má spracovať alebo zlikvidovať. Ešte špecifickejšie, môže sa znížiť výťažok dimérov ako aj výťažok trimérov a tetramérov, ktoré sú kritickejšie ako monoméry, pokiaľ ide o ich odstránenie a opätovné použitie. Okrem toho sa môžu skrátiť reakčné časy.
Podľa predloženého vynálezu, vodný roztok laktámu, ktorý prípadne prídavné obsahuje ďalšie polyamid tvoriace monoméry, a má obsah vody od 0,05% do 20% hmotnostných, výhodne od 1% do 10% hmotnostných, predovšetkým výhodne od 2 % do 6 % hmotnostných, sa nechá reagovať po vsádzkach a výhodne kontinuálne v roztavenej fáze pri teplote od 180 do 290 1C. Ak je to potrebné, pred zavedením do nasledujúceho reakčného sa monoméry tavia a zmiešajú s vodou v prídavnom reaktore.
Použitým kovovým oxidom môže byť akýkoľvek známy oxid, ako je oxid zirkónia, oxid hliníka, oxid horčíka, oxid céru, oxid lantánu a výhodne oxid titánu, ako aj beta-zeolity a vrstvené kremičitany. Zistilo sa, že dokonca silikagél a obohatené kovové oxidy, obohatené napríklad s ruténiom, meďou alebo fluoridom, môžu výrazne znižovať obsah extrahovateľných podielov. Výhodné je použitie kovových oxidov, ktoré sú Brônstedovými kyselinami. Predovšetkým výhodným je oxid titaničitý v anatasovej forme. Anatasová frakcia predstavuje najmenej 70 %, predovšetkým výhodne najmenej 90%, špecificky 100 %. Podľa predloženého vynálezu teleso kovového oxidu má tvar a veľkosť, ktoré umožňujú mechanické oddelenie polymérnej taveniny od katalyzátora, napríklad pomocou sít a filtrov.
-4Navrhuje sa, aby sa katalyzátor použil vo forme výlisku v tvare triesky alebo ako povlak na tesniacich prvkoch.
V ďalšom uskutočnení sa laktám nechá reagovať s homogénne rozpusteným kyslým ko-katalyzátorom alebo zmesou rozličných katalytický aktívnych zlúčenín v prítomnosti vyššie uvedených heterogénnych katalyzátorov. Použitými ko-katalyzátormi sú tu výhodne kyslé katalyzátory zvolené zo skupiny organických mono- a dikarboxylových kyselín, anorganických kyselín, ich solí alebo ich zmesí, ako sú napríklad vyššie uvedené karboxylové kyseliny, kyselina tereftalová, kyselina adipová, kyselina propiónová a kyselina izoftalová, alebo zlúčeniny fosforu obsahujúce kyslík, predovšetkým kyselina fosforečná, kyselina fosforitá, kyselina fosforná, ich solí s alkalickými kovmi a s kovmi alkalických zemín a amónne soli, alebo zlúčeniny síry obsahujúce kyslík, predovšetkým kyselina sírová a kyselina siričitá.
Jednostupňový spôsob
Ak sa použije reakčná zmes východiskového materiálu v jednom reakčnom stupni, tento reakčný stupeň výhodne obsahuje pevné alebo voľne sypané lôžko telesa kovového oxidu vo vnútri ohraničenia reaktora , v ktorom je reakčná zmes prítomná vo forme jednoduchej kvapalnej fázy. Aby sa mohla dosiahnuť vysoká molekulová hmotnosť, reaktor by mal umožňovať odstránenie vody a primeranú dobu zotrvania. Výhodne sa polymerizácia v jednostupňovom uskutočnení z tohto dôvodu uskutočňuje vo zvisle zostupnej prietokovej rúrke, VK rúrke, ktorá má kvapalnú fázu v hornej časti. V tomto uskutočnení roztavená fáza preteká cez voľne sypané telesá kovových oxidov. Reakčné teploty sú nastavené v rozsahu od 180 °C do 270 °C, výhodne v rozsahu od 190 °C do 250 °C, predovšetkým výhodne v rozsahu od 200 °C do 230 °C. V predovšetkým výhodnom uskutočnení má VK rúrka kontinuálny alebo diskontinuálny teplotný gradient, pričom teplota sa výhodne zvyšuje od 180 °C až 250 °C v hornej časti prietokovej rúrky do 240 °C až 280 °C proti prúdu výstupu v dolnej časti prietokovej rúrky.
Dvojstupňový spôsob
Polymerizácia sa výhodne uskutočňuje najmenej v dvoch reakčných stupňoch, pričom prvý stupeň sa uskutočňuje pri zvýšenom tlaku a v druhom stupni
-5sa uskutočňuje odstránenie plynnej fázy, ktorá obsahuje produkty kondenzácie, ako je voda. Telesá kovových oxidov sa podľa predloženého vynálezu môžu použiť vo všetkých stupňoch, avšak predovšetkým výhodne sa používajú v prvom stupni.
Stupeň 1
Tlak v prvom stupni spôsobu sa výhodne nastaví tak, aby reakčná zmes bola v jednoduchej kvapalnej fáze. Reakčná zmes má strednú teplotu vo všeobecnosti od 180 ’C do 290 °C, výhodne od 190 °C do 250 °C, predovšetkým výhodne od 200 °C do 230 °C. Doba zotrvania vo všeobecnosti predstavuje od 10 minút do 10 hodín, výhodne od 0,5 do 8 hodín a predovšetkým výhodne od 1 do 4 hodín.
Stupeň 2
Tlak vstupní 2 je zvolený tak, že je tu kvapalná fáza, ktorá obsahuje polymér, a plynná fáza. Tlak je výhodne v rozsahu od 0,01 do 10 x 105 Pa. Stredná teplota reakčnej zmesi je vo všeobecnosti od 220 °C do 290 °C, výhodne od 230 °C do 270 °C, predovšetkým výhodne od 240 °C do 260 °C, ak sa použije katalyzátor.
Odstránenie plynnej fázy sa môže uskutočňovať pri použití miešaných alebo nemiešaných zásobníkov alebo skupiny zásobníkov a tiež s použitím odparovacích zariadení, napríklad pomocou cirkulačných odpariek alebo tenkovrstvových odpariek, ako sú filmtruders (v orig.) alebo prstencové kotúčové reaktory, ktoré zabezpečujú zväčšenú fázovú deliacu plochu. Prečerpávanie rezervy reakčnej zmesi alebo použitie slučkovej reakcie môže byť potrebné na to, aby sa zväčšila fázová deliaca plocha. Okrem toho sa môže podporovať odstraňovanie plynnej fázy pridávaním vodných pár alebo inertného plynu do kvapalnej fázy. Ak sa v druhom stupni použije tiež heterogénny katalyzátor, tento katalyzátor je výhodne prítomný ako voľne sypané lôžko - pričom v takomto prípade nie je potrebné inštalovať dynamické zmiešavacie prvky - alebo ako povlak na vnútorných prvkoch reaktora. Ak je stupeň polymerizácie postačujúci, získaná polymérna tavenina sa môže vypustiť z druhého stupňa, napríklad pomocou zubového čerpadla, ochladiť na vodnom kúpeli a potom ďalej spracovať s použitím krokov spracovania, ktoré sú
-6r r pre odborníkov v odbore dobre známe, napríklad vytláčaním, pigmentovaním, temperovaním a podobne.
Doba zotrvania v reakčnom stupni 2 závisí od obsahu vody v zmesi, od reakčnej teploty a od tlaku reaktora a tiež od stupňa polymerizácie, ktorý sa pre produkt požaduje na konci reakčnej doby. Táto je vo všeobecnosti v rozsahu od 0,1 do 15 hodín, výhodne v rozsahu od 0,5 do 8 hodín, predovšetkým výhodne v rozsahu od 1 do 4 hodín. Stredná teplota reakčnej zmesi je vo všeobecnosti od 230 °C do 300 °C, výhodne od 240 °C do 280 °C, predovšetkým výhodne od 250 °C do 270 °C, bez použitia katalyzátora.
Trojstupňový spôsob
Trojstupňové uskutočnenie podľa predloženého vynálezu, rovnako ako vyššie opísané stupne dvojstupňového spôsobu, zahrňuje ďalší reaktor, ktorý výhodne pracuje bez voľne sypaného lôžka kovového oxidu.
V závislosti od požadovaných vlastností produktu je reakčná zmes v tomto stupni prítomná ako jednoduchá kvapalná fáza alebo ako plynno/kvapalný dvojfázový systém: Ak je molekulová hmotnosť polymérnej taveniny, ktorá sa vypúšťa z druhého stupňa postačujúco vysoká, bude možné použiť napríklad prietokovú rúrku, v ktorej je reakčná zmes prítomná ako jednoduchá kvapalná fáza a v ktorej sa použijú statické miešadlá na pridanie regulátorov reťazca, plnidiel, stabilizátorov alebo ďalších prísad a pigmentov. Avšak, ak je potrebné ďalej zvýšiť molekulovú hmotnosť, je vhodné použiť reaktory alebo zariadenia, ktoré umožňujú odstránenie vody (pozri vyššie). Toto uskutočnenie je výhodné, ak je druhý stupeň podobne vybavený telesom kovového oxidu. V tomto prípade vynález zabezpečuje, že sa v druhom stupni zabráni vytvoreniu nadmernej viskozity, aby sa mohla zabezpečiť účinná separácia reakčnej zmesi z telesa kovových oxidov.
Doba zotrvania v reakčnom stupni 3 podobne závisí od obsahu vody v zmesi, od reakčnej teploty a od tlaku reaktora a tiež od stupňa polymerizácie, ktorý sa požaduje pre produkt na konci reakčnej doby. Táto je vo všeobecnosti v rozsahu od 0 do 15 hodín, výhodne v rozsahu od 0,5 do 8 hodín, predovšetkým výhodne v rozsahu od 1 do 4 hodín. Tlak sa zvolí tak, aby tu bola kvapalná fáza,
-7r r ktorá obsahuje polymér a plynná fázy a je výhodne v rozsahu od 0,01 do 3 x 105 Pa.
V kontexte podľa predloženého vynálezu je taktiež možné uskutočniť predĺženie reťazca alebo rozvetvenie alebo oboje. K tomuto sa do reakčnej zmesi pridajú známe látky na rozvetvenie alebo na predĺženie reťazca polymérov. Látky sa môžu pridať nielen ku východiskovej zmesi, ale tiež ku reakčnej zmesi, ktorá je postkondenzovaná. Využiteľnými látkami sú:
Trifunkčné amíny alebo karboxylové kyseliny ako rozvetvujúce činidlá alebo zosieťovacie činidlá. Príklady vhodných najmenej trifunkčných amínov alebo karboxylových kyselín sú opísané v európskom patentovom dokumente EP-A0 345 648. Najmenej trifunkčné amíny majú aspoň tri aminoskupiny, ktoré sú schopné reakcie so skupinami karboxylových kyselín. Výhodne neobsahujú žiadnu skupinu karboxylovej kyseliny. Najmenej trifunkčné karboxylové kyseliny majú aspoň tri skupiny karboxylovej kyseliny, ktoré sú schopné reakcie s amínmi a ktoré môžu byť prítomné napríklad vo forme svojich derivátov, ako sú estery. Karboxylové kyseliny výhodne neobsahujú žiadne aminoskupiny schopné reakcie so skupinami karboxylovej kyseliny. Príkladmi vhodných karboxylových kyselín sú trimezónová kyselina, trimerizované mastné kyseliny, ktoré sa môžu pripraviť napríklad z kyseliny olejovej a môžu obsahovať od 50 do 60 atómov uhlíka, naftalénpolykarboxylové kyseliny, ako je naftalén-1,3,5,7-tetrakarboxylová kyselina. Karboxylové kyseliny sú výhodne definovanými organickými zlúčeninami a nie polymérnymi zlúčeninami.
Príkladmi amínov, ktoré obsahujú najmenej tri aminoskupiny sú nitrilotrialkylamín, predovšetkým nitrilotrietanamín, dialkyléntriamíny, predovšetkým dietyléntriamín, trialkyléntetramíny a tetraalkylénpentamíny, pričom alkylénovými časťami sú výhodne etylénové časti. Okrem toho sa ako amíny môžu použiť dendriméry. Dendriméry výhodne majú všeobecný vzorec I (R2N-(CH2)n)2-N(CH2)x-N((CH2)n-NR2)2 (I) kde
R znamená H alebo -(CH2)n-NR1 2, pričom
-8R1 predstavuje H alebo -(CH2)n-NR22, kde
R2 znamená H alebo -(CH2)n-NR32, pričom
R3 predstavuje H alebo -(CH2)n-NH21 n znamená celé číslo od 2 do 6, a x predstavuje celé číslo od 2 do 14.
Výhodne n znamená 3 alebo 4, predovšetkým výhodne 3 a x predstavuje celé číslo od 2 do 6, výhodne od 2 do 4, predovšetkým 2. Zvyšky R môžu mať tiež uvedené významy navzájom nezávisle od seba. Výhodne R znamená atóm vodíka alebo zvyšok -(CH2)n-NH2.
Vhodnými karboxylovými kyselinami sú také kyseliny, ktoré obsahujú 3 až 10 skupín karboxylovej kyseliny, výhodne 3 alebo 4 skupiny karboxylovej kyseliny. Výhodnými karboxylovými kyselinami sú také karboxylové kyseliny, ktoré obsahujú aromatické a/alebo heterocyklické jadro. Príkladmi sú benzylové, naftylové, antracénové, bifenylové, trifenylové zvyšky alebo heterocykly, ako je pyridín, bipyridín, pyrol, indol, furán, tiofén, purín, chinolín, fenantrén, porfyrín, ftalokyanín, naftalokyanin. Výhodné sú 3,5,3’,5'-bifenyltetrakarboxylová kyselina, ftalokyanín, naftalokyanín, 3,5,5',5'-bifenyltetrakarboxylová kyselina, 1,3,5,7naftaléntetrakarboxylová kyselina, 2,4,6-pyridíntrikarboxylová kyselina, 3,5,3',5'bipyridyltetrakarboxylová kyselina, 3,5,3',5'-benzofenóntetrakarboxylová kyselina,
1,3,6,8-akridíntetrakarboxylová kyselina, predovšetkým 1,3,5-benzéntrikarboxylová kyselina (trimezová kyselina) a 1,2,4,5-benzéntetrakarboxylová kyselina. Takéto zlúčeniny sú komerčne dostupné alebo sa môžu pripraviť s použitím spôsobov, ktoré sú opísané v patentovom dokumente DE-A 43 12 182. Ak sa použijú ortosubstituované aromatické zlúčeniny, tvorbe imidov sa výhodne zabráni prostredníctvom voľby vhodných reakčných teplôt.
Tieto látky sú najmenej trifunkčné, výhodne najmenej tetrafunkčné. Počet funkčných skupín sa môže pohybovať od 3 do 16, výhodne od 4 do 10, predovšetkým od 4 do 8. Spôsoby podľa predloženého vynálezu sa môžu uskutočňovať buď s použitím najmenej trifunkčných amínov alebo najmenej trifunkčných karboxylových kyselín, avšak nie zmesi takýchto amínov alebo
-9karboxylových kyselín. Avšak malé množstvá najmenej trifunkčných amínov môžu byť prítomné v trifunkčných karboxylových kyselinách, a naopak.
Látky sú prítomné v množstvách od 1 do 50 gmol/g polyamidu, výhodne od 1 do 35, predovšetkým výhodne od 1 do 20 pmol/g polyamidu. Látky sú výhodne prítomné v množstvách 3 až 150, predovšetkým výhodne od 5 do 100, špecificky výhodne od 10 do 70 μπιοΙ ekvivalentov/g polyamidu. Ekvivalenty sú vztiahnuté na počet funkčných aminoskupín alebo skupín karboxylových kyselín.
Difunkčné karboxylové kyseliny alebo difunkčné amíny sa používajú ako činidlá na predĺženie reťazca. Tieto obsahujú dve skupiny karboxylovej kyseliny, ktoré môžu reagovať s aminoskupinami alebo dve aminoskupiny, ktoré môžu reagovať s karboxylovými kyselinami. Difunkčné karboxylové kyseliny alebo amíny okrem skupín karboxylovej kyseliny alebo aminoskupín neobsahujú žiadne ďalšie funkčné skupiny, schopné reakcie s aminoskupinami alebo so skupinami karboxylovej kyseliny. Výhodne neobsahujú žiadne ďalšie funkčné skupiny. Príkladmi vhodných difunkčných amínov sú také amíny, ktoré tvoria soli s difunkčnými karboxylovými kyselinami. Tieto môžu byť lineárne alifatické, ako je Ci-14-alkyléndiamín, výhodne C2-6-alkyléndiamín, napríklad hexyléndiamín. Môžu byť tiež cykloalifatické. Príkladmi sú /zo-foróndiamín a laromín. Rozvetvené alifatické diamíny sú taktiež využiteľné, pričom príkladom je Vestamin TDM (trimetylhexametyléndiamín, od Huls, AG). Všetky amíny môžu byť substituované na uhlíkovom skelete zvyškami, ako je Ci-u-alkylová skupina, výhodne C1.14alkylová skupina.
Difunkčnými karboxylovými kyselinami sú napríklad také kyseliny, ktoré tvoria soli s difunkčnými diamínmi. Týmto môžu byť lineárne alifatické dikarboxylové kyseliny, ktorými sú výhodne C^o-dikarboxylové kyseliny. Príkladmi sú kyselina adipová, kyselina azelaová, kyselina sebaková, kyselina suberová. Tieto môžu byť taktiež aromatické. Príkladmi sú kyselina izoftalová, kyselina tereftalová, kyselina naftaléndikarboxylová, ako aj dimenzované mastné kyseliny.
Reakčná zmes môže ďalej obsahovať prísady a plnidlá, alifatické a aromatické regulátory reťazca, ako sú mono- a bifunkčné amíny a kyseliny a tiež prostriedky na tepelnú stabilizáciu, fotostabilizáciu a látky na zlepšenie sfarbenia
-10polyméru. Látky ktoré sa nerozpúšťajú homogénne v reakčnej zmesi, ako sú pigmenty a plnidlá, sa výhodne pridávajú k reakčnej zmesi po fáze syntézy, ktorá sa uskutočňuje v prítomnosti katalyzátora s pevným lôžkom.
Pigmenty a farbivá sú vo všeobecnosti prítomné v množstvách až do 4 %, výhodne od 0,5 do 3,5 %.predovšetkým výhodne od 0,5 do 3 % hmotnostných.
Pigmenty na farbenie termoplastických látok sú všeobecne známe, pozri napríklad R. Gächter a H. MOller, Taschenbuch der Kunststoffadditive, Carl Hanser Verlag, 1983, str. 494 až 510. Prvou výhodnou skupinou pigmentov, ktorú je potrebné uviesť, sú biele pigmenty, ako je oxid zinočnatý, sulfid zinočnatý, beloba olova (2 PbCO3, Pb(OH)2), litopon, antimónová biela a oxid titaničitý. Z dvoch najbežnejších kryštalických polymorfných látok (rutilu a anatasu) oxidu titaničitého, rutilová forma je na použitie výhodnejšia ako biely pigment pre lisovacie kompozície podľa vynálezu.
Čiernymi pigmentami, ktoré sa môžu použiť podľa predloženého vynálezu, sú čierny oxid železa (Fe3O4), spinelová čierna (Cu(Cr,Fe)2)O4), mangánová čierna (zmes oxidu manganičitého, oxidu kremičitého a oxidu železa), kobaltová čerň a antimónová čerň a tiež, predovšetkým výhodne, sadze, ktoré sa zvyčajne používajú vo forme retortových sadzí alebo plynových sadzi (pozri G. Benzing, Pigmente fur Anstrichmittel, Expert-Verlag (1988), str. 78 a nasl.).
Je potrebné si uvedomiť, že anorganické farebné pigmenty, ako je zelený oxid chromitý, alebo organické farebné pigmenty, ako sú azopigmenty a ftalokyaníny, sa môžu podľa predloženého vynálezu použiť za získania určitých farebných odtieňov. Takéto pigmenty sú vo všeobecnosti komerčne dostupné.
Ďalej môže byť tiež výhodné použiť vyššie uvedené pigmenty alebo farbivá v zmesi, napríklad uhlíkovú čerň s ftalokyanínmi medi, pretože toto vo všeobecnosti uľahčuje disperziu farby v termoplastickej látke.
Inhibítory oxidácie a tepelné stabilizátory, ktoré sa môžu pridať k termoplastickým kompozíciám podľa predloženého vynálezu zahrňujú napríklad halogenidy kovov skupiny I periodickej tabuľky, napríklad halogenidy sodíka, halogenidy draslíka, halogenidy lítia, prípadne v kombinácii s halogenidmi medi(l),
-11 napríklad chloridmi, bromidmi alebo jodidmi. Halogenidy, predovšetkým halogenidy medi, môžu tiež obsahovať elektrónovo bohaté p-ligandy. Príkladmi takýchto komplexov medi sú napríklad komplexy halogenidu medi s trifenylfosfínom. Ďalej je tiež možné použiť fluorid zinočnatý a chlorid zinočnatý. Ďalšími možnosťami sú stéricky bránené fenoly, hydrochinóny, predstavitelia tejto skupiny obsahujúci substituenty, sekundárne aromatické amíny, prípade v kombinácii s kyselinami obsahujúcimi fosfor ich soli a zmesi týchto zlúčenín, výhodne v koncentrácii až do 1 % hmotnostných, vztiahnuté na hmotnosť zmesi.
Príkladmi UV stabilizátorov sú rozličné substituované rezorcinoly, salicyláty, benzotriazoly a benzofenóny, ktoré sa vo všeobecnosti používajú v množstvách až do 2 % hmotnostných.
Mazivami a odformovacími činidlami, ktoré sa vo všeobecnosti pridávajú do termoplastického materiálu v množstvách až do 1 % hmotnostných, sú kyselina steárová, stearylalkohol, alkylstearáty a N-alkylstearylamidy a tiež estery pentaerytritolu s mastnými kyselinami s dlhým reťazcom. Je taktiež možné použiť vápenaté, zinočnaté alebo hlinité soli kyseliny steárovej a tiež dialkylketóny, napríklad distearylketón.
Polyamidy podľa predloženého vynálezu, predovšetkým nylon-6 a jeho kopolyméry, sa môžu použiť na výrobu vlákien, tkanín a materiálov na konštrukciu. Vhodné spôsoby sú napríklad opísané v dokumente EP-A-0 462 476.
Vo výhodnom uskutočnení sa hladina zložiek s nízkou molekulovou, ako je kaprolaktám, lineárnych a cyklických oligomérov, môže v polyamide vyrábanom podľa predloženého vynálezu redukovať, podrobením polyamidu extrakcii jnajskôr s vodným roztokom kaprolaktámu a potom s vodou a/alebo extrakcii v plynnej fáze. Prehľad obrázkov na výkrese
Na obr. 1 je v schematickej forme zariadenie na uskutočnenie spôsobu, kde CL znamená kaprolaktám, 1 znamená napájači zásobník (nádrž), 2 znamená rúrkový reaktor, 3 znamená separátor a P označuje polyamid.
Vynález je ďalej ilustrovaný nižšie uvedenými príkladmi.
-12Príkladv uskutočnenia vynálezu llustratívne uskutočnenia sa realizovali s použitím dvojstupňového zariadenia (pozri obr. 1). Toto pozostávalo znapájacieho zásobníka 1, rúrkového reaktora 2, ktorý obsahuje katalyzátorové lôžko a separátor 3 na následnú kondenzáciu PA prepolyméru. Reakčná zmes sa prečerpala pomocou HPLC piestového čerpadla cez tepelný výmenník do rúrkového reaktora alebo predreaktora (1 liter bez T1O2 lôžka) a potom sa polykondenzovala v separátore (2 litre) pri nízkych tlakoch a následne sa vypustila. Aby sa zabezpečila primeraná výmena reaktantov s povrchom katalyzátora, tlak v predreaktore sa zvolil tak, aby reakčná zmes vytvorila jednoduchú kvapalnú fázu. Reakcie sa ukončili v rozpätí krátkej doby, t. j. 4 hodín, a poskytli vysokú konverziu.
Produkty sa štiepali, extrahovali a analyzovali, s ohľadom na viskozitu a extrahovateľné podiely. Parametre spôsobu a zodpovedajúca viskozita a hodnoty extrahovateľných podielov sú zosumarizované v tabuľke 1.
Analýzy
Relatívna viskozita (RV) extrahovaných produktov ako stupeň vytvorenia molekulovej hmotnosti a stupeň polymerizácie sa merali v roztoku s koncentráciou 1 % hmotnostných 96 %-nej kyseline sírovej pri teplote 25 °C s použitím Ubbelohdeho viskozimetra.
Vzorky polyamidu sa extrahovali s vriacou vodou pod refluxom počas 32 alebo 16 hodín. Suchý zvyšok, ktorý sa získal odparením vodného extraktu a ktorého hmotnosť zodpovedá celkovému obsahu neextrahovateľných podielov polyméru, sa analyzoval pomocou HPLC analýzy.
Použitým katalyzátorom bol vytláčaný výrobok vyrobený z oxidu titaničitého od Finnti, Typ S150, ktorý mal priemer 4 mm a dĺžku v rozsahu od 5 do 20 mm. Oxid titaničitý S150 katalyzátora bol v anatasovej forme.
Obsah vody v množstve 2 až 2,5 % hmotnostných vo východiskovej zmesi mal predovšetkým za následok extrakty, ktoré mali veľmi nízky obsah diméru a nízky obsah triméru a tetraméru.
CO
Tabuľka 1
S 4)
R F
0) CD
C
<0 Φ
o c Q.
o
h
x: F
£ S
0)
3 £ 1-
Komparatívne testy predstavujúce doterajší stav techniky sú citované v nižšie uvedenej tabuľke 2
Obsah tetraméru [% hmotnostné] 1 1 0,65 1 1 1 1
Obsah triméru [% hmotnostné] - 0,44 1 1 1
Obsah diméru [% hmotnostné] 0,53 0,49 00 o’ 1 1 1 1
Obsah monoméru [% hmotnostné] m co co‘ 8,4 1 1 1
Obsah extrahovateľných podielov [% hmotnostné] o o 10.5 13.5 11,4 11,2 10-11 11 00 O CO CO ^2 CN T- T-'
Príklad T- CN •v T- CN v- cn co xr T- < cn 00 CO
Patent EP 0 005 466 WO 97/08223 EP 0 000 397 DE 2 443 566 EP 0 462 476
S
Ό
Q.
‘Φ C <D JQ
O
O
E
CD C •CD 4—· 3
•3
CO •CD C
CD Q.
•(D C
V) o c -4—* o E X
7/ ‘/V7 ' «'K'/

Claims (10)

1. Spôsob zníženia obsahu extrahovateľných podielov polyamidov pri spôsobe prípravy polyamidov polymerizáciou laktámov a prípadne ďalších polyamid tvoriacich monomérov, vyznačujúci sa tým, že polymerizácia sa uskutočňuje v prítomnosti kovových oxidov ako heterogénnych katalyzátorov, pričom použité kovové oxidy sú vo forme, ktorá umožňuje ich mechanické odstránenie z reakčnej zmesi počas alebo po polymerizácii, a polymerizácia sa uskutočňuje v dvoch stupňoch, pričom prvý stupeň sa uskutočňuje pri zvýšenom tlaku, pri ktorom reakčná zmes s výnimkou heterogénneho katalyzátora, tvorí jednoduchú kvapalnú fázu a pričom posledným stupňom je postkondenzácia pri tlaku v rozsahu od 0,01 do 10 x 105 Pa, pričom heterogénny katalyzátor je prítomný buď v jednom alebo v obidvoch stupňoch.
2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým že katalyzátory kovových oxidov sa použijú vo forme triesok, vytláčaných výrobkov, pevných lôžok alebo katalyzátorom poťahovaných tesniacich prvkov alebo vnútorných prvkov.
3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým že katalyzátory kovových oxidov sú zvolené zo skupiny zahrňujúcej oxid zirkónia, oxid hliníka, oxid horčíka, oxid céru, oxid lantánu, oxid titánu, beta-zeolity a vrstvené kremičitany.
4. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým že použitým katalyzátorom kovových oxidov je oxid titánu, ktorý je najmenej zo 70 % hmotnostných prítomný v anatasovej forme.
5. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým že katalyzátory kovových oxidov sa použijú spolu s kyslými ko-katalyzátormi, homogénne rozpustenými v reakčnej zmesi.
6. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým že kyslé ko-katalyzátory sú zvolené zo skupiny zahrňujúcej organické mono- a dikarboxylové kyseliny, anorganické kyseliny , ich soli alebo ich zmesi.
7. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým že polymerizácia laktámov sa uskutočňuje v prítomnosti organických monokarboxylových kyselín, dikarboxylových kyselín alebo ich zmesí ako regulátorov reťazca a/alebo ko-katalyzátorov.
8. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým že reakcia sa uskutočňuje pri teplotách od 180 °C do 290 °C, ak je prítomný heterogénny katalyzátor, a pri teplotách od 230 °C do 300 °C, ak je heterogénny katalyzátory nie je prítomný.
9. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 8, vyznačujúci sa tým že reakcia sa uskutočňuje v prítomnosti menej ako 10 % hmotnostných vody, vztiahnuté na celkovú reakčnú zmes.
10. Kovové oxidy na použitie ako heterogénne katalyzátory v spôsobe prípravy polyamidov polymerizáciou laktámov a prípadne ďalších polyamid tvoriacich monomérov, pričom kovové oxidy sa použijú vo forme, ktoré umožňuje ich mechanické odstránenie z reakčnej zmesi a odstraňujú sa z reakčnej zmesi počas alebo po polymerizácii, a polymerizácia sa uskutočňuje v dvoch stupňoch, pričom prvý stupeň sa uskutočňuje pri zvýšenom tlaku, pri ktorom reakčná zmes, s výnimkou heterogénneho katalyzátora, tvorí jednoduchú kvapalnú fázu a pričom posledným stupňom je postkondenzácia pri tlaku v rozsahu od 0,01 do 10 x 105Pa, vyznačujúce sa tým, že heterogénny katalyzátor je prítomný buď v jednom alebo v obidvoch stupňoch na zníženie obsahu extrahovateľných podielov získaného polyamidu.
e t e
1/1
SK991-2001A 1999-01-13 2000-01-13 Use of heterogeneous catalysts in methods for the production of polyamides SK9912001A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19901013A DE19901013A1 (de) 1999-01-13 1999-01-13 Verwendung von Heterogenkatalysatoren in Verfahren zur Herstellung von Polyamiden
PCT/EP2000/000235 WO2000042090A1 (de) 1999-01-13 2000-01-13 Verwendung von heterogenkatalysatoren in verfahren zur herstellung von polyamiden

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK9912001A3 true SK9912001A3 (en) 2002-03-05

Family

ID=7894123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK991-2001A SK9912001A3 (en) 1999-01-13 2000-01-13 Use of heterogeneous catalysts in methods for the production of polyamides

Country Status (24)

Country Link
US (1) US6590064B1 (sk)
EP (1) EP1141091B1 (sk)
JP (1) JP2002534571A (sk)
KR (1) KR20010101494A (sk)
CN (1) CN1165568C (sk)
AR (1) AR022263A1 (sk)
AT (1) ATE222271T1 (sk)
AU (1) AU2436900A (sk)
BG (1) BG105690A (sk)
BR (1) BR0007498A (sk)
CA (1) CA2359074A1 (sk)
CO (1) CO5160389A1 (sk)
CZ (1) CZ20012531A3 (sk)
DE (2) DE19901013A1 (sk)
ES (1) ES2181636T3 (sk)
HU (1) HUP0105006A3 (sk)
IE (1) IE20000006A1 (sk)
IL (1) IL144093A0 (sk)
MY (1) MY121875A (sk)
SK (1) SK9912001A3 (sk)
TR (1) TR200102036T2 (sk)
TW (1) TW524815B (sk)
WO (1) WO2000042090A1 (sk)
ZA (1) ZA200105724B (sk)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10109641B2 (en) * 2015-08-10 2018-10-23 Toshiba Memory Corporation Semiconductor device and method for manufacturing same
CN107619476B (zh) * 2017-10-27 2020-11-24 万华化学集团股份有限公司 一种十二内酰胺的聚合方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2443566A1 (de) 1974-09-12 1976-04-01 Basf Ag Verfahren zum kontinuierlichen herstellen von polyamiden
DE2501348B2 (de) 1975-01-15 1981-04-09 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Polyamiden aus epsilon-Caprolactam
DE2732328A1 (de) 1977-07-16 1979-02-01 Basf Ag Verfahren zur herstellung von polycaprolactam
DE2821686A1 (de) 1978-05-18 1979-11-22 Bayer Ag Verfahren zur herstellung von monomer- und dimerarmen polyamiden
IT1100787B (it) 1978-12-06 1985-09-28 Snia Viscosa Processo e apparecchiatura per demonomerizzazione di policaproammide
DE4019780A1 (de) 1990-06-21 1992-01-02 Basf Ag Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von polycaprolactam mit geregeltem aminoendgruppengehalt
DE4324616A1 (de) 1993-07-22 1995-01-26 Bayer Ag Extraktion von Polyamid 6
DE19531989A1 (de) 1995-08-30 1997-05-15 Polymer Eng Gmbh Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines dimerarmen Polyamid 6
DE19808190A1 (de) * 1998-02-26 1999-09-02 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Polyamiden

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002534571A (ja) 2002-10-15
EP1141091B1 (de) 2002-08-14
AR022263A1 (es) 2002-09-04
IL144093A0 (en) 2002-05-23
MY121875A (en) 2006-02-28
ES2181636T3 (es) 2003-03-01
HUP0105006A2 (hu) 2002-04-29
DE19901013A1 (de) 2000-07-20
EP1141091A1 (de) 2001-10-10
US6590064B1 (en) 2003-07-08
ZA200105724B (en) 2002-07-12
IE20000006A1 (en) 2000-07-26
BG105690A (bg) 2002-02-28
ATE222271T1 (de) 2002-08-15
CO5160389A1 (es) 2002-05-30
TW524815B (en) 2003-03-21
CN1165568C (zh) 2004-09-08
CA2359074A1 (en) 2000-07-20
CZ20012531A3 (cs) 2001-12-12
DE50000376D1 (de) 2002-09-19
HUP0105006A3 (en) 2004-05-28
BR0007498A (pt) 2001-10-23
WO2000042090A1 (de) 2000-07-20
AU2436900A (en) 2000-08-01
CN1342179A (zh) 2002-03-27
KR20010101494A (ko) 2001-11-14
TR200102036T2 (tr) 2001-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6699960B1 (en) Method for producing polyamides from dinitriles and diamines
US6815527B2 (en) Continuous method for producing polyamides from aminonitriles
US6316588B1 (en) Continuous preparation of polyamides from aminonitriles
KR100552372B1 (ko) 아미노카르복실산 화합물로부터의 폴리아미드의 제조 방법
US6359020B1 (en) Method for producing polyamides from aminonitriles
KR100552369B1 (ko) 폴리아미드의 제조 방법
SK9912001A3 (en) Use of heterogeneous catalysts in methods for the production of polyamides
US6310173B1 (en) Batch process for producing polyamides from aminonitriles
US6531570B1 (en) Accelerator for the production of polyamides from aminonitriles
MXPA01006818A (en) Use of heterogeneous catalysts in methods for the production of polyamides
CZ20002836A3 (cs) Kontinuální způsob výroby polyamidů z aminonitrilů a polyamidy tímto způsobem vyrobitelné
CZ20002835A3 (cs) Diskontinuální způsob výroby polyamidů z aminonitrilů
MXPA01003484A (en) Accelerator for the production of polyamides from aminonitriles
CZ20002838A3 (cs) Způsob výroby polyamidů z aminonitrilů