Способ получения полиамида

Изобретение относится к способу получения полиамида, который может быть использован в качестве конструкционного материала. Полиамид получают путем сополимеризации ε-капролактама и 1,6-гексаметилендиизоцианата при массовом соотношении (95-90):(5-10) в присутствии катализатора и активатора. В качестве катализатора используют Li-соли ε-капролактама, в качестве активатора - 2,4-толуилендиизоцианат. Процесс проводят при температуре (180±5)°С до исчерпания лактамных циклов, а затем нагревают реакционную массу в течение 2 часов. Изобретение позволяет получить полиамиды с повышенными значениями разрушающего напряжения, а также позволяет расширить арсенал способов, позволяющих получать полиамиды с различными физико-механическими свойствами 2 табл.

 

Изобретение относится к способу получения полиамида, который может быть использован в качестве конструкционного материала.

Известен способ получения полиамида путем полимеризации мономера ε-капролактама в присутствии Na-соли ε-капролактама и активатора 2,4-толуилендиизоцианата при нагревании, процесс ведут в растворе или в расплаве при 160-220°С в течение 1-1,5 часов (см. Пик И.Ш., Азерский С.А. Технология пластических масс.М.: «Высшая школа», 1975, с.290-291).

Недостатком является то, что полиамиды, полученные по известному способу, имеют высокую температуру плавления, что удорожает их переработку.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения полиамида путем сополимеризации ε-капролактама и выбранного из группы диизоцианатов 1,6-гексаметилендиизоцианата или форполимера уретанового СКУ-ПФЛ-100, или 4,4'-дифенилметандиизоцианата в присутствии катализатора Na-соли ε-капролактама и активатора 2,4-толуилендиизоцианата при массовом соотношении ε-капролактама и диизоцианата (95-70):(5-30) соответственно и процесс осуществляют при температуре (180±5)°С до исчерпания лактамных циклов (см. патент RU №2218360, МПК 7/ C 08 G 69/18, 2003).

Недостатком является то, что полиамиды, полученные по известному способу, имеют недостаточное значение разрушающего напряжения.

Задачей изобретения является расширение арсенала способов, позволяющих получать полиамиды с различными физико-механическими свойствами, в том числе и с повышенными значениями разрушающего напряжения.

Техническая задача решается способом получения полиамида путем сополимеризации ε-капролактама и 1,6-гексаметилендиизоцианата при массовом соотношении (95-90):(5-10) соответственно в присутствии катализатора и активатора 2,4 - толуилендиизоцианата при температуре (180±5)°С до исчерпания лактамных циклов, в котором в качестве катализатора берут Li-соль ε-капролактама и после исчерпания лактамных циклов ведут нагрев реакционной массы в течение 2 часов.

Решение технической задачи позволяет расширить арсенал способов, позволяющих получать полиамиды с различными физико-механическими свойствами, в том числе и с повышенным значением разрушающего напряжения до 114%.

Вещества, используемые в способе:

ε-капролактам, ГОСТ 7850-86;

2,4-толуилендиизоцианат, ТУ 113-38-95-90;

1,6-гексаметилендиизоцианат, ТУ 113-03-332-79;

Li-соль ε-капролактама. Продукт взаимодействия Li и ε-капролактама при мольном соотношении (0,25:1) соответственно.

Данное изобретение иллюстрируются следующими примерами конкретного выполнения:

Пример 1.

В емкость, снабженную обратным холодильником и мешалкой, загружают 95 г (95 мас.%) ε-капролактама и 1 г (1 мас.% от общей загрузки) катализатора Li-соли ε-капролактама, расплавляют при температуре 80-90°С в токе инертного газа (аргон), после чего при перемешивании добавляют 5 г (5 мас.%) 1,6-гексаметилендиизоцианата и активатора 2,4-толуилендиизоцианата в количестве 1 г (1 мас.% от общей загрузки). Температуру поднимают до (180±5)°С. Процесс ведут до исчерпания лактамных циклов. После чего ведут нагрев реакционной массы в течение 2 часов.

Пример 2.

В емкость, снабженную обратным холодильником и мешалкой, загружают 90 г (90 мас.%) ε-капролактама и 1 г (1 мас.% от общей загрузки) катализатора Li-соли ε-капролактама, расплавляют при температуре 80-90°С в токе инертного газа (аргона), после чего при перемешивании добавляют 10 г (10 мас.%) 1,6-гексаметилендиизоцианата и активатора - 2,4-толуилендиизоцианата в количестве 1 г (1 мас.% от общей загрузки). Температуру поднимают до (180±5)°С. Процесс ведут до исчерпания лактамных циклов. После чего ведут нагрев реакционной массы в течение 2 часов.

Соотношения компонентов по примерам конкретного выполнения и физико-механические показатели приведены в таблице 1, в таблице 2 приведены данные по прототипу.

Таблица 1.
По заявляемому объекту
№ примера	Массовое соотношение ε-КЛ:диизоцианат	Траз., °С	σρ, МПа	ε, %
1	95:5	206	63,0	292
2	90:10	207	58,0	266

Таблица 2.
По прототипу
№ примера	Массовое соотношение ε-КЛ:диизоцианат	Траз., °С	σρ, МПа	ε, %
1	95:5	180	50,7	305
2	90:10	165	46,7	310

Примечание:

По 1 и 2 примерам в качестве диизоцианата берут 1,6-гексаметилендиизоцианат.

Температуру размягчения (Т_раз.) полученных сополимеров определяют методом термомеханического анализа.

Физико-механические испытания - разрушающее напряжение (σ_ρ, МПа) и относительное удлинение (ε, %) проводят по ГОСТ 11262-80.

Как видно из примеров конкретного выполнения, заявляемый способ позволяет получить полиамиды с повышенным значением разрушающего напряжения по сравнению с прототипом до 114%.

Таким образом, заявляемый объект расширяет арсенал способов, позволяющих получать полиамиды с различными физико-механическими свойствами, в том числе и с повышенным значением разрушающего напряжения.

Способ получения полиамида путем сополимеризации ε-капролактама и 1,6-гексаметилендиизоцианата при массовом соотношении (95-90):(5-10) соответственно в присутствии катализатора и активатора -2,4-толуилендиизоцианата при температуре (180±5)°С до исчерпания лактамных циклов, отличающийся тем, что в качестве катализатора берут Li-соль ε-капролактама и после исчерпания лактамных циклов продолжают нагрев реакционной массы в течение 2 ч.