Способ получения полиэфиров

 

Использование: в текстильной, легкой и мебельной промышленностях. Сущность: полиэфиры с регулируемой температурой плавления получают гликолизом изотропного или ориентированного полиэтилентерефталата, термообработанного при 100-180^oC в течение 30-180 мин этиленгликолем. Гликолиз осуществляют при нагревании в присутствии катализатора - смеси ацетатов Zn, Mn, Ca - в течение 30-180 мин, отгоняют этиленгликоль и вводят серусодержащий кислотный модификатор в количестве 0,003-0,5% от массы полиэтилентерефталата. Реакционную массу выдерживают и отгоняют избыточный этиленгликоль до получения полиэфира с регулируемой температурой плавления. Дополнительно в процессе синтеза могут осуществлять дополиконденсацию после отгонки избыточного этиленгликоля в течение 30-60 мин, в присутствии трехокиси сурьмы. Из полиэфира получают гранулят. Температура плавления полученного полиэфира варьируется в пределах от -20^oC до 258^oC. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области получения полиэфиров химической переработкой полиэтилентерефталатов по схеме полимер-форполимер-полимер и может быть использовано в текстильной и легкой промышленности, в мебельной промышленности.

Переработку полимерных отходов полиэтилентерефталатов (ПЭТ) относят к безотходным производствам полиэфирных волокон.

Известен способ получения полиэфиров из мономеров или полимерных отходов с катализирующей смесью, включающей дегидроацетат лития и дегидроацетат цинка и/или трехокись сурьмы, позволяющий снизить образование диэтиленгликоля при получении предполимера, что приводит к образованию полиэфира с температурой плавления 261-263^oC [1] Использование различных катализирующих смесей в процессе получения полиэфиров из мономеров и полимерных отходов является перспективным в создании полиэтилентерефталата с заданными свойствами, в данном случае с повышенной прозрачностью пленки на основе ПЭТ.

Способ отличается длительностью процесса, связанной с необходимостью проведения реакции переэтерификации и поликонденсации в случае использования мономеров в обычном режиме.

При использовании полимерных отходов длительность реакции обусловлена необходимостью проведения дальнейшей реакции полимеризации предполимера в твердой фазе в течение 7 ч (общий цикл синтеза составляет 12 ч).

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ получения полиэфиров путем переэтерификации диметилфталата этиленгликолем в присутствии смеси ацетатов металлов с отгоном метанола и избыточного этиленгликоля с последующей поликонденсацией полученного продукта в присутствии трехокиси сурьмы при нагревании, причем после отгона метанола при 165-217^oC в течение 3 ч 30 мин и/или частичного или полного отгона этиленгликоля при температуре от 217-230^oC в реакционную смесь вводят 0,01-0,25% от массы диметилтерефталата сульфосалициловой кислоты [2] Температура плавления ПЭТ 260^oC.

Обладая рядом преимуществ, в то же время способ отличается тем, что использует исходные продукты, представляющие собой мономерные соединения, получаемые из исходного дорогостоящего сырья.

Способ сопряжен с необходимостью отгонки и последующей очистки метанола, являющегося токсичным, взрыво- и пожароопасным.

Способ отличает длительность процесса 12 ч 25 мин.

Технической задачей изобретения является получение волокнообразующих полиэфиров c регулируемой температурой плавления и сокращение длительности процесса.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения полиэфиров, осуществляемом гликолизом исходного компонента этиленгликолем при нагревании в присутствии смеси ацетатов Zn, MN, Ca и отгонкой этиленгликоля, в качестве исходного компонента используют изотропный или ориентированный полиэтилентерефталат, термообработанный при 100-180^o в течение 30-60 мин, гликолиз осуществляют в течение 30-180 мин, частично отгоняют этиленгликоль, затем вводят серусодержащий кислотный модификатор в количестве 0,003-0,5% от массы полиэтилентерефталата, реакционную массу выдерживают и отгоняют избыточный этиленгликоль до получения полиэфира с регулируемой температурой плавления. После отгонки избыточного этиленгликоля осуществляют дополиконденсацию полученного полиэфира в течение 30-60 мин.

Характеристики исходного полиэтилентерефталата приведены в табл. 1.

Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример по прототипу.

Осуществляют переэтерификацию диметилтеретефталата (ДМТ) этиленгликолем в присутствии смеси ацетатов Zn, Mn, Ca с отгонкой метанола при 165-217^oC в течение 210 мин. Затем в переэтерификатор через катализаторный бачок вводят сульфосалициловую кислоту в количестве 0,01-0,25% от массы ДМТ, при этом сульфосалициловую кислоту вводят после отгона метанола и/или частичного либо полного отгона избыточного этиленгликоля.

Далее производится отгонка избыточного этиленгликоля в течение времени, необходимого для полной его отгонки при температуре от 217-30^oC. Затем реакционная масса подается в аппарат поликонденсации, где процесс поликонденсации ведут до получения полимера с требуемой вязкостью, время выдерживания реакционной массы при глубоком вакууме составляет 1 ч 45 мин, температура процесса для различных партий 250-280±5^oC при остаточном давлении в аппарате 0,1-0,2 мм.рт.ст.

В качестве катализатора поликонденсации используют трехокись сурьмы (0,01% от массы ДМТ). Затем производится литье в жилку при температуре экструзионного клапана 260-290^oC в течение 30-35 мин.

Примеры 1 15 (по изобретению) В производственном аппарате типа поликонденсатор осуществляют гликолиз предварительно подготовленных изотропного полиэтилентерефталата (гранулята) или ориентированных волокнистых материалов на основе ПЭТ (см. табл. 1) в присутствии избытка этиленгликоля (табл. 2) при постепенном повышении температуры реакционной массы в аппарате от 100-217±3^oC и продолжительности процесса в течение 30-180 мин; после чего проводят частичную отгонку этиленгликоля в течение 60-120 мин, при этом отгоняют 300-550 л; затем вводят серусодержащий модификатор (см. табл. 2). После чего реакционную массу выдерживают в аппарате без отгонки этиленгликоля в течение 10-12 мин, а затем отгоняют не вступивший в реакцию этиленгликоль в количестве 40-280 л. Далее при наборе глубокого вакуума в аппарате при температуре 250-280±3^oC и в присутствии трехокиси сурьмы осуществляют процесс дополиконденсации реакционной массы в течение 15-60 мин с получением полиэфира с заданными свойствами (см. табл. 2).

Далее из полиэфира известным способом получают гранулят.

В табл. 2 приведены режимы осуществления способа по изобретению, прототипу и контрольные примеры, а также характеристики полученного полимера. Примеры 4, 5, 12-15 относятся к изобретению, примеры 1-3, 6-11 контрольные.

Формула изобретения

1. Способ получения полиэфиров путем гликозида исходного компонента этиленгликолем при нагревании в присутствии смеси ацетатов цинка, марганца и кальция, отгонки этиленгликоля, отличающийся тем, что в качестве исходного компонента используют изотропный или ориентированный полиэтилентерефталат, термообработанный при 100 180^oС в течение 30 60 мин, гликолиз осуществляют в течение 30 180 мин, частично отгоняют этиленгликоль, затем вводят серусодержащий кислотный модификатор в количестве 0,003 0,5% от массы полиэтилентерефталата, реакционную массу выдерживают и отгоняют избыточный этиленгликоль до получения полиэфира с регулируемой температурой плавления.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после отгонки избыточного этиленгликоля осуществляют дополиконденсацию полученного полиэфира в течение 30 60 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4