Способ получения поликапроамида Советский патент 1977 года по МПК C08G69/16 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКАПРОАМИДА

улзчшаюГцих свойства полимера; например термостабилизатора, пластификатора, до прекращения увеличения молекулярного веса полимера и Последующего насыщения продукта полимеризации в вязкотекучем состоянии водяным паром до содержания в нем свободной воды 0,05-1,5 вес. %, преимуществепло 0,15-0,3 вес. %. Насыщение полимера парами воды осуществляется путем приведения продукта полимеризации капролактама в контакт с парами воды при атмосферном или повыщенном давлении. Длительность насыщения определяется скоростью массообмена. Очевидно, что возможны многочисленные пути инженерного оформления этого процесса. Например, насыщение можно осуществлять с применением нленочных и струйных аппаратов, смесителей, щнеков. В зависимости от интенсивности массообмена, достигаемого с применением того или иного инженерного оформления процесса, насыщение полимера парами воды составляет от 1 секунды до нескольких часов. В результате полимер теряет склонность к уменьшению молекулярного веса в расплавленном состоянии, приобретает хорощую способность к переработке формованием, его устойчивость к деполимеризации резко возрастает.

Насыщенный парами воды продукт полимеризации может быть подвергнут операции удаления из него непрореагировавшего мономера при применении известных методов, например экстракции, обработки паром или газом, обработки под вакуумом.

Пример 1. 20 г безводного капролактама расплавляют в реакционном сосуде и термостатируют при 240°С в атмосфере азота. В расплав капролактама вносят 0,040 г адетилкапролактама, 0,036 г N-фенилацетамида и 0,036 г натрийкапролактама и полимеризуют в течение 1 ч. Через образовавшийся продукт барботируют в течение 2 ч перегретый водяной пар с температурой 260°С при расходе пара 0,5 кг/ч. Ползченньш таким образом полимер имеет относительную вязкость 2,87 (замерено в 95,6%-ной серной кислоте при 25°С и концентрации полимера в растворе 1 г/100 мл) и содержание водорастворимых соединений 3,2%, содержание воды 0,3 вес. %. Полученный полимер с целью проверки стабильности его молекулярного веса подвергают плавлению и выдерживают в течение 5 ч при . Относительная вязкость полимера после этого составляет 2,95. Для сравнения подвергают плавлению также полимер, полученный в аналогичных условиях, но без насыщения водяным паром. Относительная вязкость изменяется с 4,30 после полимеризации до 3,15 после плавления.

Пример 2. 20 г безводного капролактама полимеризуют в течение 1 ч в присутствии 0,072 г натрийкапролактама и 0,080 г ацетилкапролактама в реакционном сосуде, помещенном в термостат с температурой 230°С. Через расплав продукта полимеризации затем барботируют в течение 2 ч смесь вбДяМОго пара с азотом, нагретую до 230°С, со скоростью 675 г/ч и при соотнощении количеств пара и азота в смеси 2:1. Полученный полимер содержит 3,4% водорастворимых соединений, 0,17 вес. % воды и имеет относительную вязкость 2,86, значение которой для полимера, подвергнутого последующему плавлению при 250°С и выдерл иванию в течение

5 ч, равно 2,79.

Пример 3. Нагретый до 250°С безводный капролактам полимеризуют в течение 0,5 ч в присутствии 0,3 мол. % натрийкапролактама и 0,3 мол. % а.цетилкапролактама в расчете на количество мономера. Через расплав полученного продукта барботируют в течение 45 мин водяной пар, перегретый до 260°С. Часть полученного таким образом полимера, содержащего 0,21 вес. % свободной воды, помещают в реакционный сосуд, в котором расплав в тонком слое выдерживают при 250°С и остаточном давлении 3 мм рт. ст. в течение 1 ч для отгонки мономера. Содержание водорастворимых соединений в полимере снижается с 5,8% перед отгонкой мономера до 0,7% после нее, а уменьщение веса полимера при отгонке составляет 6,5%. Для сравнения аналогично получают полимер без насыщения его водяным паром и отгоняют мономер под

вакуумом при тех условиях. Содержание водорастворимых соединений в этом случае уменьшается с 8,5% после полимеризации до 2,9% после отгонки мономера, а количество удаленного мономера, определенное по потере веса полимера, составляет 25%.

Пример 4. В атмосфере азота готовят раствор натрийкапролактама в безводном капролактаме с концентрацией 0,40 мол.% при 85°С. Аналогично готовят раствор N-ацетилкапролактама в капролактаме с концентрацией 0,40 мол. %. Полученные растворы непрерывно дозируют с одинаковой скоростью, равной 90 г/мин, через теплообменники, в которых растворы быстро нагреваются таким образом, что при последующем их смещении получает ся реакционная смесь с температурой 240°С. Реакционную смесь непрерывно прокачивают через аппарат полимеризации объемом 5 л, имеющем обогрев.

Расплав продукта полимеризации из аппарата полимеризации направляют в специальное устройство, куда одновременно подают перегретый водяной пар с температурой 290°€ и давлении 3 ати при расходе 3 кг пара на 1 кг

продукта полимеризации.

В устройстве продукт полимеризации непрерывно насыщают парами воды, отгоняют непрореагировавщий мономер с паром и дегазируют расплав полимера при средней общей длительности пребывания полимера в устройстве 10 мин. Готовый полимер, содержащий 3% водорастворимых соединений, 0,26 вес. % воды и имеющий относительную вязкость 2,3,

дозируют на формование. Полученная нить обладает хорошей способностью к ориентационному вытягиванию. После вытягивания на 485% нить 93 текс имеет прочность 55 гс/текс и разрывное удлинение 13,2%. Формула изобретения Способ получения поликапроамида анионной полимеризацией капролактачма, включающий приготовление реакционной смеси, полимеризацию, удаление непрореагировавшего мономера, отличающийся тем, что, € целью стабилизации свойств полимера и приДания ему волокнообразующих свойств, продукт полимеризации после прекращения увеличения его молекулярного веса насыщают водяным паром до содержания 0,05- 1,5 вес. % свободной воды в вязко-текучем полимере. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Патент ГДР № 36943, кл. ЗЭсЮ, опубл. 1960. США № 3371055, кл. 260н18, 2.Патент опубл. 1963. кл. 260-78, № 3057830, 3.Патент опубл. 1962. кл. 260-78, № 3017392, 4.Патент опубл. 1962.