Способ получения поликапроамида

 

Изобретение относится к химии и технологии полимеров, а именно к способу получения поликапроамида. Способ включает гидролитическую полимеризацию ε-капролактама в присутствии аминного термостабилизатора. В полимеризационную систему дополнительно вводят октафторпентанол HCF₂(CF₂)₃CH₂OH в количестве 0,00085-0,001%. Способ позволяет получить поликапроамид с повышенной термостабильностью и уменьшить расход аминного термостабилизатора. 1 табл.

Изобретение относится к химии и технологии полимеров, а именно к способу получения поликапроамидов.

Известен непрерывный способ получения поликапроамида (ПКА) гидролитической полимеризацией [Пат. США 2735839]. ПКА, полученный этим способом, обладает низкой термостабильностью.

Наиболее близким по технической сущности является промышленный способ получения поликапроамида (ПКА) путем гидролитической полимеризации ε-капролактама в массе при нагревании в присутствии уксусной кислоты и аминных термостабилизаторов: 2,2-бис(п-фениленаминофенокси) диэтилового эфира или 2-окси-1,3-ди(п-фениламинофенокси)-пропана, который и принят нами за прототип [Постоянный технологический регламент химического цеха 1 АО "Волжское химводокно"].

Недостатком данного способа является низкая термостабильность ПКА.

Цель изобретения - повышение термостабильности ПКА и уменьшение расхода аминного термостабилизатора.

Техническая сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в полимерную систему вводят дополнительно октафторпентанол НCF₂(CF₂)₃CH₂OН в количестве 0,00085-0,001 мас.%.

Причиной, повышающей термостабильность, является уменьшение скорости гидролитической деструкции ПКА даже при незначительном содержании полифторалкильных групп в молекулярной цепи ПКА, введение большего количества октафторпентанола нежелательно, так как в результате его участия как peгулятора полимеризации уменьшается вязкость расплава, и это приводит к необходимости изменения технических параметров процесса.

Способ заключается в следующем. В реактор с мешалкой непрерывно подается в токе азота ε-капролактам, вода, уксусная кислота, термостабилизатор, и дополнительно вводят октафторпентанол HCF₂(CF₂)₃CH₂ОH. При этом подачу основного термостабилизатора уменьшают на 20-40%. Температура процесса 265-270^oС.

Способ отрабатывался на действующем производстве. Термостабильность полученного ПКА определялась двумя способами: - производственный метод - по разрыву нити при определенной температуре определяется % неразорвавшихся нитей; - индукционный метод - на дериватографе определяется % распада вещества через определенный промежуток времени при определенной температуре.

Пример 1 (по прототипу).

В соответствии с действующим регламентом производства в реактор с мешалкой непрерывно подавалось в токе азота 16 т ε-капролактама, вода - 1,24-1,32%, уксусная кислота - 0,040-0,05% на ε-капролактам, термостабилизатор Н-1 (2,2-бис(п-фениленамирофенокси)диэтиловый эфир) в количестве 711 г/т. Температура процесса 265-270^oС.

Термостабильность ПКА 76,36% по производственной методике.

Пример 2.

В реактор с мешалкой непрерывно подавалось в токе азота 16 т в сутки ε-капролактама, 1,24-1,32% воды, 0,040-0,05% уксусной кислоты на ε-капролактам, подача термостабилизатора Н-1 снижена на 20% и составила 577 г/т, и дополнительно вводилось 8,84 г/т (0,000884%) октафторпентанола HCF₂(CF₂)₃CH₂ОH. Температура процесса 265-270^oС.

Переработано 67,5 т ε-капролактама. Получили поликапроамид-6 в соответствии с техрегламентом с вязкостью гранул после литья, которая соответствует17000. Содержание низкомолекулярных соединений составляет 10,03-10,44%.

Термостабильность ПКА (показатель усредненный) - 87,4% по производственной методике.

Пример 3.

Эксперимент проводился аналогично примеру 2. Количество октафторпентанола подавалось из расчета 0,001% или 10,0 г/т. Переработано 67,5 т ε-капролактама. Термостабильность ПКА составила 87,4% по производственной методике.

Пример 4.

Эксперимент проводился аналогично примеру 2. Производительность была увеличена до 18 т/сут с соответствующей коррекцией добавок, а количество термостабилизатора Н-1 снижено еще на 20% и составило 445 г/т, а дозировка октафторпентанола НCF₂(CF₂)₃CH₂ОH осталась без изменений, т.е. 8,84 г/т. В этих условиях переработано 63 т ε-капродактама.

Термостабильность ПКА составила 83,5% по производственной методике.

Пример 5.

Эксперимент проводился аналогично примеру 2. Поизводительность составляла 16 т/сут с соответствующей коррекцией добавок, количество термостабилизатора Н-1 увеличено до обычно применяемого в технологическом процессе - 711 г/т, количество октафторпентанола HCF₂(CF₂)₃CH₂ОH осталось неизменным - 8,84 г/т. Переработано 62 т ε-капролактама.

Термостабильность ПКА 85,7% по производственной методике.

Пример 6.

Эксперимент проводился аналогично примеру 2. Производительность была увеличена до 20 т/сут с соответствующей коррекцией добавок. В качестве стабилизатора был использован 2-окси-1,3-ди(п-фениламинофенокси)пропан)Н-3 в количестве 511 г/т и 8,84 г/т октафторпентанола HCF₂(CF₂)₃CH₂ОH. Переработано 60 т ε-капролактама.

Термостабильность ПКА 83,7-90,7% по производственной методике.

Из приведенных данных видно, что термостабильность ПКА в примерах по предлагаемому способу (по производственной методике) выше, чем но прототипу. Кроме того, термостабильность проверялась другим методом - индукционным, на дериватографе. Данные, полученные этим методом, приведены в таблице. Показатели образцов по предлагаемому способу из разных партий (примеров) аналогичны.

Показатель термостабильности по предлагаемому способу лучше, чем у прототипа. Кроме того, добавка полифторированного спирта позволяет уменьшить расход основного аминного стабилизатора на 20-40%.

Формула изобретения

Способ получения поликапроамида путем гидролитической полимеризации ε-капролактама в присутствии аминного термостабилизатора, отличающийся тем, что в полимеризационную систему дополнительно вводят октафторпентанол в количестве 0,00085-0,001 мас.%.

РИСУНКИ

Рисунок 1