Способ получения поликапроамида Советский патент 1982 года по МПК C08G69/16 

Изобретение относится к полимериз ции капролактама с получением поликапроамида, который может быть испол зован в производстве волокон и плено путем формования из расплава. Известен способ полимеризации капролактама в присутствии воды, водных растворов кислот или других инициаторов, которые в результате реакционных превращений в процессе полимеризации вьщеляют воду, например аминокислот, соли АГ-адипиновая кислота + гексаметилендиамин iT. Получаемый таким способом поликапроамид, содержащий концевые амино- и карбоксильные группы, может быть переработан в волокна и пленки путем формования из расплава. Существенным недостатком такого способа является то, что в процессе повторного расплавления поликапроамид подвергается деструкции. Кро ме того, в процессе реакционных превращений амино- и карбоксильных груп макромолекул образуются амидиновые и другие группировки, возникают разветвленные макромолекулы, что приводит к ухудшению технологии производства волокон и пленок и снижению качества изделий. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является .способ получения поликапроамида полимеризаци ей капролактама и присутствии катализатора. В качестве катализатора используют соединения щелочных шш щелочноземельных металлов 2j Получаемьй таким способом поликапроамид не содержит концевых карбоксильных групп, однако нестабилен и при нагревании до температуры плавления интенсивно деполимеризуется. Такой полимер без введения специальных добавок, инактивирующих катализатор, обычно не удается переработать в изделия путем формррания из расплава.

39

Цель изобретения - улучшение стаб1-шьности свойств поликапроамида. Поставленная цель достигается , тем, что в способе получения поликапроамида полимеризацией капрояак-тама в присутствии катализатора в качестве катализатора используют диацилькую перекись в количестве 0,1-1,0% от массы капролактама, а реакционную смесь перед началом полимеризации подвергают действию ультразвука частотой 10-30 кГц в течение 1-3 мин.

Способ осуществляют следующим образом.

К отвешенному количеству безводного капролактама добавляют безводную диацильную перекись, например . перекись бензоипа, в количестве 0,11,0% от массы капролактама. Смесь $ асплавляют и подвергают действию ультразвука в течение 1-3 мин при частотой 30 кГц, мощностью 12 кВт. Смесь полим и&уют в закрытой ампуле при 260 С.

Полимер, полученный предлагаемым способом, отличается стабильностью показателей и может быть переработан в изделия путем формования из расплава. Кроме того, потери сырья при переработке сокращаются на на Ю%.

П р и м е р I. К 100 вес,ч. безводного капролактама добавляют 0,1вес.ч. безводной перекиси бензоила. Смесь расплавляют и подвергают действию ультразвука в течение 13 мин при 95°С частотой 30 кГц, мощностью 2 кВт. Затем ее полимеризуют в закрытой ампуле при , Через 16 ч получают поликапроамид с относительной вязкостью 2,6 (1%-ный раство в концентрированной серной кислоте при ) и содержанием водорастворимых низкомолекулярных соединений (НМС) 10,0%.. После-экстрагирования НМС до содержания 0,5% и сушки до содержания воды 0,03% полимер расплавляют и расплав выдерживают при 260 С в токе азота в течение 6 ч. Относительная вязкость полимера после обработки 2,65, содержание НМС 3,0%.

При аналогичной обработке поликапроамида, полученного путем полимеризации в присутствии воды, относительная вязкость увеличивается с 2,6 до 3,0, содержание HtJC - до 5,1%

7254

В тех же условиях при полимеризации .капролактама в присутствии 0,1% перекиси бензоила без предварительной обработки ультразвуком получают 5 продукт с относительной вязкостью 1,53 и содержанием НМС 76,8%.

Пример 2. К 100 вес.ч. безводного капролактама добавляют 1 вес.ч. безводной перекиси бензо0 ила. Смесь расплавляют и подвергают действию ультразвука в течение 2 мин при 95 С частотой 10 кГц, мощностью 12 кВт. Затем ее полимеризуют,как в примере 1. Через 10 ч получают 5 поликапроамид с относительной вязкостью 1,96 и содержанием НМС 10,2%.

После обработки,как в примере 1, относительная вязкость увеличивается до 2,20j содержание HtK -до 3,2%, 0 В тех же условиях при полимеризации капролактама в присутствии 1% перекиси беязоила, но без предварительной обработки ультразвуком получают продукт с относительной вязкостью 1,57 и содержанием НМС 69,8%. Получеишлй полимер имеет более стабильную относительную вязкость, чем полимер, полученный по способупрототипу при нагревании его при 0 2врс в Тече1ше 6 ч: при полимеризации капропактама в отсутствии вода| в присутствии щелочн 1х катализаторов при повторном плавлении относительная вязкость уменьшается в 45 раз что больше, чем у полхшера, полученного в примерах 1и 2.

Полученн полимер может быть переработан в изделия, например в волокна, путем формования из расплава. Образцы BognoKOH, вытянутых на 350%, имеют прочность 44 гс/текс и удлинение 51,7%,

Полимеризацию капролактама в производственных условиях проводят в присутствии воды или других веществ, которые выделяют воду в результате реакции.

В процессе повторного расплавления для формования изделий полученный поликапроамид подвергается деструкции, имеют место побочные реакции, что приводит к ухудщению качества изделий. Предлагаемый способ позволяет избежать этих недостатков.

Формула изобретения

Способ получения поликапроамида полимеризацией капролактама в при5 931725

сутствии катализатора, 6 т л и -ют действию ультразвука частотой

чающийся тем, что, с целью10-30 кГц в течение 1-3 мин.

улучшения стабильности свойств по-Источники информации,

ликапроамида, в качестве катализа-принятые во внимание при экспертизе

тора используют диацильнукг перекись$ 1. Кларе Г., Фрицше Э.,Гребе Ф,

в количестве 0,1-1,0% от массы ка-Синтетические полиамидные волокна,

пролактама, а реакционную смесь пе-м., Мир, 1966, с, 268-279.

ред началом полимеризации подверга-2. Там же, с. 279-292 (прототип),