Способ получения поликапроамида Советский патент 1993 года по МПК C08G69/16 

.Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, конкретно - к способу получения поликапроамида. Преимущественная область использования получение поликапроамида в периодических и непрерывных процессах из Е-капролактама в присутствии воды и других добавок,

В процессе промышленного полиамидирования Е-капролактама (Т 513-553К) устанавливается термодинамическое равновесие, при котором конверсия мономера составляет 85-92%. При этом вне зависимости от общей продолжительности процесса время, затрачиваемое на достижение равновесия с момента конверсии 75-85%, составляет от 30 до 50% всего времени процесса.

Известен способ получения поликапроамида путем гидролитической полимеризации Е-капролактама в присутствии инициирующих и катализирующих процесс добавок, по которому Е-капролактам с добавками нагревается D течение 15 ч при 240°С. Полученный полимер, содержащий 12-15% низкомолекулярных соединений, перед формованием из него нити, поступает в устройство, где в течение 18 мин удаляется часть мономера до содержания ни.зкомолекулярных соединений в поликапроамиде менее 4% с помощью вакуума или инертного газа. Удаляемый мономер возвращается а реактор для повторной полимеризации. Таким образом из общего времени процесса 15 ч 18 мин от 7,5 до 5 ч затрачивается на конверсию Е -капролактама с 75-80% до равновесной 85-88%.

Целью настоящего изобретения является интенсификация процесса получения поликапроамида.

Для достижения указанной цели полимеризацию проводят до конверсии Е-капролактама. до значения на 5-15% ниже равновесного содержания с последующей отгонкой низкомолекулярных соединений одним из известных способов (под вакуумом, инертным газом, водяным паром) до термодинамически равновесного содержания с возвратом отгоняемого мономера в начальную стадию данного процесса или с использованием его для получения поликапроамида в других автономных процессах.

За счет того, что скорость полиамидирования до конверсии Е -капролактама 7585% и скорость отгонки Е-капролактама из расплава значительно выше скорости полиамидировэния вблизи равновесия, время, затрачизаемое на получение поликапроамида с равновесным содержанием низкомолекулярных соединений по предлагаемому способу сокращается на 30-80% по сравнению с известными способами. Так как молекулярная масса поликапроамида при прочих равных условиях (температуре, давлении, содержании регулятора молекулярной массы) зависит от содержания воды в расплаве полимера, то ее конечное значение легко поддается регулированию по предлагаемому способу поддержанием определенного парциального давления паров воды при удалении Е-капролактама, что дает возможность получать поликапроамид с относительной вязкостью 1% раствора в 95,5% H2S04 в пределах 2,0-3,5 при температурах синтеза 503-563 К.

Пример 1. В смесителе при температуре 353 К приготовляется смесь 99 частей Екапррлактама и 1 части дистиллированной воды. Расплав передается в реактор периодического действия с мешалкой, где нагревается до температуры 513 К и под давлением выдерживается в течение 4 ч. Полученный на этой стадии поликапроамид содержит 25 частей низкомолекулярных соединений и имеет вязкость относительную 1.% раствора в 95,6% H2S04- 1,87. Далее в реакторе создается вакуум 70-150 торр и при перемешивании из расплава в течение 15-30 мин удаляется 15-16 частей Е-капролактама, который возвращается в смеситель. После такой обработки поликапроамид, поступающий на литье содержит равновесное количество низкомолекулярных соединений (9-10 пастей) и имеет вязкость относительную 2,1-2,3. В приведенном примере время, утрачиваемое на получение полимера необходимого качества, снижается по сравнению с известными способами в 1,8 раза.

Пример 2. В реактор, работающий под давлением, непрерывно дозируется расплав Е -капролактама, содержащий 0,18% воды и.нагретый до 528 К. Температура в реакторе поддерживается 528 ±2 К. Время пребывания расплава в реакторе 16ч. Непрерывно отбираемый из реактора, поликапроамид, содержащий 15% низкомолекулярных соединений и имеющий после экстракции относительную вязкость 1% раствора 2,90, подается в устройство, в котором с помощью горячего азота удаляется из расплава 5% Е-капролактама за время пребывания 0,25 ч. Удаляемый Е-капролактам конденсируется и возвращается в реактор на полиамидирование. Поступающий на гранулирование поликалроамлд содержит 10% низкомолекуллрных соединений и имеет после акстра57102276

кции относительную вязкость 3,10. Произ-Из приведенных примеров видно, что

водительность реактора по приведенномупредлагаемый способ позволяет значительспособу 3 1.3 раза выше, чем по известнымно интенсицифицировать процесс,

способам получения поликапроамида с те-(56) Патент США N: 2687552, кл. 18-8. опубми же показателями.-5лик. 1969.

Формула изобретениядобавок, отличающийся тем. что, с целью

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКАПРОА- интенсификации процесса, гюлимеризаМИДА путем гидролитической полимери- IQ цию проводят до конверсии 5-1% нижа

зации г-капролактама в присутствии равновесного значения с последующей отинициирующих и катализирующих процесс гонкой низкомолекулярных соединений.