Способ получения полиэтилентерефталата Советский патент 1979 года по МПК C08G63/34 

катализатора, включающего ряд примесей, например фенолов, спиртов и оксикарбоновых кислот, которые образуются в процессе гидролиза. Наличие их ухудшает физикохимические свойства полиэфира, например окрашенность, термостабильность.

Кроме того, способ получения известного катализатора сложен, многостадиен.

Цель изобретения - упрош.ение процесса получения полиэтилентерефталата.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве титансодержащего катализатора используют 0,01-3% от веса исходных компонентов тетракис (гидроксиалкиленокси)титана, обш,ей формулы

, где R - (-ОСН,СН,-)-„ ,

/г 2 или 3.

Полиэтилентерефталат по предлагаемому способу получают следующим образом. К диметилтерефталату добавляют этиленгликоль (мольное соотношение 1 : 2) и тетракис - (гидроксиалкиленокси)титан. Смесь при перемешивании нагревают от 140 до 190°С в течение 1 ч. При 190-210°С проходит переэтерификация, сопровождающаяся выделением метилового спирта. При дальнейшем повышении температуры до 240-260°С в вакууме 2-3 мм рт. ст. проходит поликонденсация, сопровождающаяся выделением гликоля. Окончательную сушку полиэфира проводят при 260-290°С и 2- 3 мм рт. ст. в течение 1-2 ч.

Получают полиэфир в виде твердой прозрачной смолы желтовато-красного цвета, т. пл. 256-260°С, с содержанием ОН-групп 0,3-0,4% и высокой термостабильиостью 370-380°С (получена на дериватографе системы Паулик, Паулик и Эрдей; при скорости нагрева -3,5°С/мин, на воздухе).

Из смолы при нагревании до 250°С могут быть получены тонкие эластичные нити светло-желтого цвета.

Пример 1. В стеклянную пробирку, снабженную мешалкой, помещают 10,2 г (0,0525 моль) диметилтерефталата, 6,4 г (0,1030 моль) этиленгликоля и 0,05 г (0,000077 моль) тетракис(гидрокситриэтиленокси) титана (0,3% от веса исходных компонентов). Смесь нагревают, повышая температуру в течение 1,25 ч от 150 до 180°С. При дальнейшем повышении температуры до 210°С в течение 2 ч происходит переэтерификация с выделением метилового спирта (собрано 2,2 мл от теоретического количества).

При дальнейшем повышении температуры до 260°С и снижении давления до 3 мм рт. ст. происходит поликонденсация с выделением этиленгликоля (собрано-1,0 мл в течение 0,5 ч, 36% от теоретического количества. Полиэфир выдерживают при 270- 290°С и 2-3 мм рт. ст. в течение 2 ч. Полученный полиэфир в виде твердой прозрачной желтого цвета смолы имеет т. пл.

256-260°С, содержание ОП-групп 0,31%, термостабильность - 383°С (условия: дериватограф системы Паулик, Паулик и Эрдей; нагревание 3,5°С/ мин на воздухе), нерастворим в спиртах, бензоле, эфире, тстрагидрофуране, ацетоне, растворим в гликоле. При 260°С способен вытягиваться в очень тонкие эластичные светлые нити.

Пример 2. В стеклянную пробирку, снабженную мешалкой, помещают 10 г (0,0515 моль) диметилтерефталата, 6,4 г (0,1030 моль) этиленгликоля и 0,05 г (0,000107 моль) тетракис(гидроксидиэтиленокси)титана (0,3% от веса исходных компонентов). Смесь нагревают, поднимая температуру в течение 1,25 ч от 140 до 190°С. При дальнейшем повышении температуры до 210°С в течение 2 ч происходит переэтерификация с выделением метилового спирта (собрано 1,4 мл, 34% от теоретического количества).

При дальнейшем повышении температуры до 230°С и снижении давления до 3 мм рт. ст. происходит поликонденсация с выделением этиленгликоля (собрано 1,3 мл в течение 0,75 ч, 46% от теоретического). Полиэфир выдерживают при 240-265°С и 2- 3 мм рт. ст. 1 ч. Полученный полиэфир в виде твердой прозрачной л елтоватого цвета смолы имеет т. пл. 255-260°С, содержание ОН-групп 0,43%, термостабильность 370°С (условия: дериватограф системы Паулик, Паулик и Эрдей; нагревание 3,5°С/ мин на воздухе), нерастворим в спиртах, бензоле, эфире, тетрагидрофуране, ацетоне, растворим в гликоле. При 250°С способен вытягиваться в тонкие эластичные светлые нити.

Пример 3. Получение полиэтилентерефталата проводят по примерам 1 и 2.

Помещают 10,2 г (0,525 моль) диметилтерефталата, 6,4 г (0,1030 моль) этиленгликоля и 0,5 г тетракис(гидроксиэтиленокси)титана (3% от веса исходных компонентов). Смесь нагревают от 130 до 170°С в течение 1 ч. При дальнейщем повыщеиии температуры до 220°С в течение 2 ч происходит переэтерификация с выделением метилового спирта (собрано 2,0 мл, что составляет 50% от теоретического количества). При дальнейшем повышении температуры от 220 до 280°С и пониженном давлении в течение 2 ч происходит поликонденсация с выделением этиленгликоля (собрано 1,0 мл, что составляет 35% от теоретического количества). Полиэфир прогревают при 3-4 мм рт. ст. и 270-280°С в течение 2 ч. Полученный Полиэтилентерефталат в виде твердой сероватой смолы имеет т. пл. 243-250°С.

Пример 4. Получение полиэтилентерефталата проводят по примерам 1 и 2. Помещают 10,2 г (0,0525 моль) диметилтерефталата, 6,4 г (0,1030 моль) этиленгликоля и 0,05 г тетракис (гидрокситриэтиленокси)титана (0,3% от веса исходных компонентов). Смесь нагревают от 120 до в течение 1 ч. Переэтерификация проходит при 160-220°С 2,25 ч, поликонденсация - при 220-250°С и 3-4 мм рт. ст. 2,5 ч. Получен полиэтилентерефталат в виде твердой светло-желтой смолы с т. пл. 265-270°С, нерастворимый в о-хлорфеноле.

Пример 5. Получение полиэтилентерефталата проводят по примерам М 1 и 2. Помещают 10,2 г (0,0525 моль) диметилтерефталата, 6,4 г (1030 моль) этиленгликоля и 0,01 г тетракис(гидрокситриэтиленкоси)титана (0,06% от веса исходных комонентов). Смесь нагревают от 125 до 180°С 1,5 ч. Переэтерификация проходит при 180-230°С 2 ч, поликонденсация при 230-280°С и 3- 4 мм рт. ст. в течение 2 ч. Получен полиэтилентерефталат в виде светлой желтоватой смолы с т. пл. 255°С, нерастворимый в о-хлорфеноле.

Пример 6. Получение полиэтилентерефталата проводят по примерам 1 и 2. Помещают 10,2 г (0,0525 моль) диметилтерефталата, 6,4 г (0,1030 моль) этиленгликоля и 0,0017 г тетракис(гидрокситриэтиленокси)титана (0,01% от веса исходных компонентов). Смесь нагревают от 140 до 170°С 1 ч. Переэтерификация проходит при 170- 230°С 2,5 ч, поликонденсация - при 240- 285°С и 3-4 мм рт. ст. 2 ч. Получен полиэтилентерефталат в виде твердой светлосерой смолы с т. пл. 257°С, нерастворимый в о-хлорфеноле.

Преимуществами предлагаемого способа получения полиэтилентерефталата по сравнению с известным являются:

исключение стадии гидролиза титанорганического соединения для использования его в качестве катализатора полиэтерификации; использование титанорганического соединения легко получаемого из известных реактивов с количественным выходом; получение полиэтилентерефталата прозрачного, слабоокрашенного, обладающего высокой термостойкостью и волокнообразующей способностью; упрощение способа, так как

прерывный двухстадийный процесс заменяется на непрерывный последовательный; снижение температуры переэтерификации и поликонденсации и уменьщение их продолжительности.

Таким образом, предлагаемый способ значительно упрощает процесс получения полиэтилентерефталата и позволяет получать продукт с хорощими физико-механическими свойствами; слабой окрашенностью, высокой термостойкостью, высокой температурой плавления, хорошей волокнообразующей способностью. Упрощение процесса достигается применением нового катализатора - тетракис(гидроксиалкиленокси)титана, определенного состава, который эффективен как на стадии переэтерификации, так и поликонденсации. Кроме того, катализатор прост в получеиии: включает одностадийный синтез из известных веществ со 100% выходом целевого продукта.

Формула изобретения

Способ получения полиэтилентерефталата путем переэтерификации диметилтерафталата этиленгликолем и последующей поликонденсации полученного продукта в присутствии титансодержащего катализатора,

отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, в качестве титансодержащего катализатора используют 0,01-3% от веса исходны.х компонентов тетракис(гидроксиалкиленокси) титана общей формулы

,, где R :-(-ОСН,СН,-)-„

п 2 или 3.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3734891, кл. 260-75R, опублик. 1973.

2.Патент Великобритании 1289633, кл. С 3 R, опублик. 1972.

3.Патент США № 3817935, кл. 260-75, опублик. 1974.

4.Патент Японии N° 14235, кл. 26 D6, опублик. 1968.