СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ ИЗ ПОЛИ-w ЛАУРИЛАМИДА Советский патент 1971 года по МПК C08G69/14 C08G69/16 

Изобретение относится к способам нолучения полиамидных порошков.

Известен способ получения порошков из ноли-ш-лауриламида нагреванием раствора со-лауриллактама в присутствии катализаторов и активаторов анионной полимеризации лактамов. Однако в ходе полимеризации при больших скоростях превращения, несмотря на интенсивное перемешивание, происходит аггрегироваиие образующегося полиамида. Получаемый порошок содержит значительную круннодиснерсную фракцию.

С целью предотвращения образования крупиодисперсиых фракций предлагают снособ получения тонкодисперсных порошков из ноли-о)-лауриламида, основанный па проведении полимеризации в таком температурном режиме, при котором в любой момент полимеризации в реакционной смеси содержится определенное количество образовавшегося полиамидного порошка.

Способ заключается в нагревании раствора уриллактама в присутствии катализатора и активатора при ступенчатом или непрерывном повышении температуры таким образом, чтобы в любой момент полимеризации степень превращения лактама в нолимер, выраженная в процентах Р была больше Р и меньше Р,, где Р 0,5 (Т 40), Pi 0,24 (Т 80) 1/3, Т-температура в данный момент полимеризацнн. Если температуру смеси повышают слишком быстро и в реакционной смеси не содержится достаточного количества полиамидного порошка, то и полиамид получают

в виде крупных агломератов. Для определения температурного режима нолнмеризацнп, удовлетворяющего этому условию, опытным путем для каждой температуры находят длительности нагревания, соответствующее образованню минимально допустимых количеств порошкообразного полимера.

В качестве растворителя лактама применяют инертные в отношении применяемых компонентов, достаточно высококнпящие соедниеПИЯ, нанример ксилол, дихлорксилол, декалин. Катализаторами анионной полимернзации являются щелочные металлы и их соединения, например гидрид натрия, активаторами - N-ациллактамы, например N-ацетил- и N-фенилкарбамоиллактамы, а именно N-фенилкарбамоилкапролактам, N-ацетилканролактам

или N-ацетилдодекалактам, или N-бензонлкапролактам.

Полимеризацию проводят при повышении

температуры от 70 до 150°С, нредпочтнтелыю от 85 до 135°С.

неральные порошки в количестве 1 -15%. С этой же целью катализатор или активатор прибавляют в нагреваемый раствор лактама, непрерывно, в продолжении всей полимеризации или только в течение его определенного начального периода до степени иревращепия лактама в полиамид пе менее 20%.

Пример 1. В двухлитровом реакторе с мешалкой, обратным холодильником, системой продувки сухим азотом растворяют при 120°С 300 г w-лауриллактама в 400 мл бидистилированного над гидридом кальция ксилола. К раствору прибавляют 0,72 г гидрида натрия, нагревают в течение 15. мин при 120°С, температуру раствора снижают до 85°С и в течение 5 мин постепенно прибавляют 7 г N-фенилкарбамоилкапролактама. После 10 мин нагревания при 85°С температуру раствора повышают до 135°С со скоростью в 10 мин и выдерживают при 135°С в течение 30 мин. Степень превращения лактама в полиамид при таком режиме подъема температуры составляет, °С-%: 85-32, 90-50, 95-60, 100- 66, 110-73, 120-79, 135-88.

Реакционную смесь охлаждают, полимер отфильтровывают, промывают водой и высушивают. Получают 270,5% (выход 90%) порошка с величиной частиц 40-300 мк. Относительная вязкость полимера в ж-крезоле при 20°С-1,67.

Пример 2. Полимеризацию проводят в условиях предыдущего примера, однако температуру повышают в 2 раза быстрее - 10°С в каждые 5 мин и при 135°С суспензию выдерживают 55 мин. Полученный полимер (выход 90%) представляет собой смесь тонкодисперсного порошка (30%) с агломератами полиамида размера 0,5-5 мм.

Примерз. В реактор на 20 м, снабженный якорной мешалкой, обратным холодильником и люком для загрузки химикатов, помещают 4,8 кг сухого w-лауриллактама и 8,5 л безводного ксилола. Содержимое реактора перемешивают со скоростью 350 об/мин, нагревают до 100°С, добавляют 24 г 50%-ного гидрида натрия в минеральном слое и смесь нагревают в течение 15 мин ири этой же температуре. Смесь охлаждают до 85°С, добавляют 480 г анатаза (двуокиси титана) и в суспензию в течение 1 час непрерывно добавляют 86,4 мл фенилизоцианата при постоянном повышении температуры до 135°С.

Суспензию охлаждают, порошок отфильтровывают, промывают дважды метанолом порциями ио 5 л и высушивают ири 100°С в вакууме. Получают 5,2 кг (98,1%) тонкодисперсного полиамидного порошка.

Характеристическая вязкость полученного полиамида в .и-крезоле 1,03, размер частиц порошка ниже 160 мк. Панесением порошка на металлическую поверхность элактростатичеокЕМ распылителем получают отличное белое покрытие.

что реакционную смесь охлаждают до 95°С, скорость перемешивания 300 об/мин и вместо анатаза вводят 400 г тонкодисперсного полисо-лауриламида.

Получают 5 кг (96%) тонкодисперсногополиамидного порошка, образовавшегося при полимеризации лактама. Характеристическая вязкость полимера в метакрезоле 1,0, величина частиц меньще 400 мк.

Пример 5. 600г w-лауриллактама растворяют при 120°С в 900 мл ксилола, добавляют 1,44 г гидрида натрия, раствор охлаждают до 95°С и вводят 8% тонкодисперсного поли-солауриламида. К полученной суспензии ири перемешивании по каплям в течение .час прибавляют раствор 9,3 е N-ацетилкапролактама в 50 мл ксилола при постепенном повышении температуры с 95 до 135°С. После прибавления активатора суспензию нагревают в течеиие 1 час при 135°С. Получают 65-85% тонкодисперсного полиамида. Его характеристическая вязкость в ж-крезоле 1,0 и величина частиц 300-1000 мк. Пример 6. Полимеризацию проводят в условиях предыдущего примера, ио с применением N-ацетилдодекалактама. . Полученный полиамид (выход 60%) имеет характеристическую вязкость 0,95 и размер частиц 40-ЮООлгк.

П р и м е р 7. Полимеризацию проводят в условиях примера 5, но с применением N-беизоилкапролактама в качестве активатора. Выход полимера 75%, вязкость и размеры частиц полученного полиамида примерно такие же,

как в примере 5.

П р и м е р 8. В условиях примера5 проводят полимеризацию 300 г w-лауриаллактама в растворе 400 мл ксилола в присутствии 8% заранее введенного полиамидного порошка и

2 мол. % дифенилмочевины. При начальной температуре полимеризации 95°С получают полиамид с выходом 88%, характеристической вязкостью 0,9 и средним размером частиц 500 мк.

Пример 9. В реактор примера 1 загружают 300 г w-лауриллактама, 200 мл декалина, 5 мол. % тонкодисперсного полиамида и растворение ведут при 120°С. К раствору прибавляют 0,72 г гидрида натрия, нагревают в течение 15 мин при 120°С, температуру раствора понижают до 85°С и осторожно вводят 2 мол. % N-ацетилдодекалактама в растворе 100 мл декалина. Температуру суспензии повышают с 85 до 135°С. Далее температуру

135°С поддерживают в течеиие 1 час. Получают полиамид с выходом 65% и величиной частиц ниже 500 мк.

Примеры 10-12. 300 г w-лауриламида растворяют ирн 120°С в 400 мл очеиь сухого

растворителя с добавкой 2 мол. % гидрида лития. Раствор охлаждают до 85°С и при перемешивании со скоростью 500 об/мин в течение 1 час непрерывно прибавляют 2 мол. % N-карбамоилкаиролактама в растворе 100 мл

шении температуры с 85 до 135°С. Смесь далее нагревают при 135°С еще 1 час.

Результаты полимеризации в зависимости от применепного растворителя приведены ниже.

Пример 13. В реакторе примера 1 при 170°С расплавляют 600 г vv-лауриллактама, прибавляют 2 мол. % метилата натрия и выдерживают при 170°С в течение 1,5 час. Температуру расплава понижают до 85°С в течение 1,5 час. Температуру расплава ноннжают до 85°С и прибавляют 900 мл бндистнллироваиного над гидридом кальция ксилола. В раствор в течение 1 час вводят 27о N-фенилкарбомоилканролактама в растворе 100 мл ксилола нрн подъеме темнературы с 85 до 135°С со скоростью 10°С в 10 мип. Смесь выдержнвают 1 час нрн 135°С, .охлаждают, нолиамидный норошок отфильтровывают, промывают метанолом и высушивают. Получают 595 г (95%) тои.кодионерсного пороника.

Предмет изобретения

1. Способ нолучения порошков из полн-солауриламида нагреванием о-лауриллактама в

растворе в присутствии катализаторов и актнваторов aHHOiiHoii полимеризацнн лактамов, отличающийся тем, что, с целью нредотвращения образования круннодисперсных фракций в получаемых порошках, полимеризацию проводят при постепенном нлп ступенчатом повышеинн темнературы таким образом, чтобы в любой момент полимеризации стенень превраП,еп11я лактама в нолнамид Р, была больше Р и меньше РЬ где Р 0,5 (Т 40), ,24 (Т-80) 1/3, Т-темнература в данный момент нолимеризации.

2.Способ по и. 1, отличающийся тем, что полимеризацию проводят при повыщеиии темнературы от 70 до 150°С, нредпочтнтелыю от 85 до 135°С.

3.Способ по он. 1-2, отличающийся тем, что нолимеризацию нроводят в ирнсутствни гидрида натрия в качестве катализатора и

N-фенилкарбаМоилканролактама или N-ацетилкапролактама, или N-ацетнлдодекалактама или N-беизонлканролактама в качестве активатора.

4. Способ но пп. 1-3, отличающийся тем, что активатор илн/и катализатор вводят непрерывно в нродолжении всей полнмерпзацни нли в течеиие ее иачального пернода до степенн превращения лактама в полнамнд не менее 20%.

5. Способ но нн. 1-4, отличающийся тем, что в раствор лактама перед его полнмериза цней прибавляют тоикодисперсный порошок полиамида или мииерального наполнителя в

количестве I -15%.