Способ получения полиамидов Советский патент 1980 года по МПК C08G69/20 

Изобретение относится к получению полиамидов из лактамов, применяемых в качестве конструкционных, изоляционных и волокнообраЗующих материалов в машиностроении, текстильной, ргщио- и электротехнической промышленности . Лактамы способны полимеризоваться как по катионному, так и по анионному механизмам. Известен широкий спектр соединений органической и неорганической пр роды, применяемых в качестве инициаторов и активаторов при полимеризаци лакТимов Известен способ получения полиами дов путем полимеризации лактамов в расплаве в присутствии катализатора. В качестве катализатора используют дипеперизинфенилфосфина. Недостатками способа являются необходимость получения катализатора непосредственно перед синтезом полиамида, в,состав инициирующей системы при проведении собственно полимериза ции входит вода и, как следствие это го, необходимы повышенные давления, наличие стадии отмывки готового продукта, применяемость способа ограничека -капролактамом, продолжительность процесса, включая все стадии (приготовление катализатора, полимеризацию и отмывку), составляет более 5 ч. Цель изобретения - разработка способа получения полиамидов, из лактамов, свободного от недостатков способа, т.е. повышение скорости полимеризации и упрощение технологии процесса. Указанная цель достигается тем, что в качестве инициаторов полимеризации лактамов используют соединения общей формулы R NHNHCOR 2. (1 или R NHNHCOCONHNHR-j tJI), где R И R2 Н, алкил, арил, арилалкил или их производные, содержащие фосфор, кислород, азот, или комбинации этих элементов при содержании от 0,01 до 10 вес .% от исходного мономера. Процесс полимеризации может осуществляться периодическим или непрерьшным способом при темперагуре выше температуры плавления лактамов в инертного газа (азот, аргон, гелий) при атмосферном, повышенном ил пониженном давлении, в качестве исxoflHtjx мономеров могут быть использ аэаны лактамы с числом углеродных ат мов в цикле от б и более, преимущес венно от б до 12. При этом получаемые полиамиды способны перерабатываться термическими способами (лить под давлением, прессование) без изм нения молекулярной массы и физикомеханических характеристик. Методически полимеризацию осущест вляют следующим образом. При непрерывном способе плав мономера в смеси с инициатором подают из плавителя в эвакуумированный от кислорода стальной реактор-полимеризатор, в котором осуществляется полимеризация за время 0,2-2,5 ч, в за висимости от условий реакции и используемого инициатора. При периодическом способе осуществление процесса мономер и инициатор загружают в реактор, предварительно продутый инертным газом, в виде плава или в кристаллическом состоянии, нагревают до нужной температуры и после выдержки в течение 0,5-2,5 ч готовый полимер выгружают в виде жилки в ванну с охлаяадающей водой, гранулируют, сушат и упаковывают. Пример . . В стальной реактор с рубашкой и мешалкойзагружают 30 кг додекалактама, 600 г (2 вес.% от мономера) N-фенил, N-безоилгидразина, затем продувают азотом и герметично закрывают, нагревают до 325° С и проводят полимеризацию в течение 0,5 ч. Готовый полимер в виде жилки выгружают в ванну с охлаждающей водой, гранулируют, сушат и упаковывают. Конверсия -по мономеру составляет 99,2%, относительная вязкость 0,6% раствора в м-крезоле 1,4. В таблице приведены примеры осуществления процесса полимеризации лактамов по предлагаемому гидролитическому (пример 12) и известному способам (пример 13).

(СИ ) N ДЦЛ(ЗЛ%)

КИЛ(70%)0,3

Гидролитический способ ДДЛ Известный способ КЛ t - -

Таким образом, по сравнению с гидролитическим способом полимеризации лактамов, позволяющим получать полиамиды. спосс,бные перерабатываться термическим способом, и с известным

1,0 98,5

2,5

0,51,0 99,3

1,9 1,5

123098,2

3, 791,1 1,6

предлагаемый способ сокращает время полимеризации до 0,5 ч, отпадает необходимость в повышении давления и процесс осуществляется в одну стадию, что позволяет существенно упОтносительная вязкость для ДДЛ и его сополимера с КИЛ определяется в м-крезоле, для КЛ и его сополимера с ДДЛ - в муравьиной кислоте ДДЛ (дед екал актам) КЛ (капролактам) КИЛ -(каприлактам). в продолжительность не включено время приготовления катализатора, форполимера и отмьшки готового пси:)дукта ростить технологическое оформлени процесса, Кроме того, по сравнению с известным способом расширяется круг пользуемых лактамов (все лактамы числом углеродных атомов в цикле и более) . Формула изобретения Способ получения полиамидов пут полимеризации лактамов в расплаве присутствии катализатора, о т л и 2 чающийся тем, что, с целью повышения скорости полимеризации и упрощения технологии процесса, в качестве катализатора используют 0,0110 вес.% от исходного мрномера соецинения общей формулы R NHNHCORa или R NHNHCOCONHNHR,j, где R и , алкил, арил, арилалкил или их производные, содержащие фосфор, азот, кислород или смеси этих элементов.