Способ получения полиамидов

 

263506

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

Кл, 39с, 10

Заявлено 15.IV.1966 (№ 1068926/23-5) 5 !ПК С 08g

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открыти1, сри Совете Мииистрас

СССР

УДК 678.675 (088.8) Опубликовано 04. I I.1970. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 9Х1.1970

Лвторы изобретения

Иностранцы

Вольфганг Вольфес и Густав Ренкхофф (Федеративная Республика Германии) Иностранная фирма

«Хемише Верке Виттен ГмбХ» (Федеративная Республика Германии) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИАМИДОВ

Изобретение относится к производству полиамидов в мелкозернистой форме.

Известно, что механические свойства полиамидов значительно улучшаются при армировании минеральным волокном, например асбестовым или стеклянным, в количестве до

40 вес.%, Полиамиды обычно получают в виде вязких растворов, и равномерное распределение в них волокнистых наполнителей затруднено, вследствии склонности их к свойлачиванию и образованию комков.

Получение наполненного волокном полиамида в мелкозернистой форме заключается в том, что короткие волокна длиной

1 — 4 10 2 см интенсивно смешивают с расплавом полиамида, по возможности тонко измельченного, а затем гомогенизируют смесь в расплаве полиамида в экструдере или смесителе.

Этот способ обладает вышеописанными недостатками.

Известен способ получения полиамидов в мелкозернистой форме путем предварительной конденсации дифениловых эфиров ароматических или алифатических дикарбоновых кислот и диаминов в растворителе, не растворяющем полиамид, с последующей доконденсацией.

Согласно изобретению полиамиды в мелкозернистой форме предлагается получать поликонденсацией дифениловых эфиров ароматических, например изофталевой и терефталевой кислот, или алифатических дикарбоновых кислот с алифатическими диаминами в растворителях, в присутствии минерального волокнистого наполнителя, равномерно распределенного в инертном растворителе путем интенсивного перемешивания. В результате получают порошкообразные, в случае применения асбестовых волокон, слегка хлопьевидные смеси, 10 которые могут быть обработаны на обычных машинах для переработки синтетических материалов, а также как прессовочные порошки.

В полиамидах, полученных по предлагаемому способу, наполнитель из стеклянного или асбестового волокна и частиц полиамида крепко связан, и разделение их невозможно.

Прилипание частиц полиамида к поверхности стеклянного или асбестового волокна может быть улучшено предварительной обработкой их средствами, способствующими этому, например силанами.

Размер частиц применяемого IIQ;IHBìèäà зависит от выбранного растворителя для кон25 денсации. Так, при использовании бензола получают самый тонкий порошок, диалкилбензола — сильно конгломерированные частицы, В случае применения смесей растворителей в соответствующих соотношениях образуются

263506

65 полиамиды с промежуточными размерами частиц.

При использовании асбестовых волокон в качестве наполнителя требуется несколько оольшее количество растворителя или диспергирующего средства по сравнению с изготовлением ненаголненных полиамидных порошков. В случае применения стеклянных волокон длиной до 1 ° 10 1 см дополнительного количества растворителя не требуется.

Принципиально количество волокна-наполнителя, которым согласно изобретению может быть армирован полиамид, не ограничено. Однако для обработки полиамидов, например, на машинах для литья под давлением лучше использовать от 10 до 40 вес. /о волокна по отношению к исходным материалам.

Кроме неорганических коротких волокон, полиамиды могут также содержать другие добавки, например красители, стабилизаторы. смазывающие средства или пигменты.

Изобретение подтверждается примерами, Пример 1. Полигексаметиленамид изофталевой и терефталевой кислот (70/30) с

33 /о коротких стеклянных волокон.

В круглодонной колбе емкостью 2 л, снабженной мешалкой, термометром, капельной воронкой и фракционирующей насадкой, распределяют 61,5 г нешлихтованной стеклянной шерсти с диаметром нити 1 10 > см и средней длиной 2.10 - см, хорошо размешивая стеклянной лопастной мешалкой в 1000 мл бензола. С целью удаления влаги отгоняют 50 мл бензола. Далее в теплом бензоле растворяют

159 г смеси из 70 /о-ного дифенилового эфира изофталевой кислоты и 30 /О-ного дифенилового эфира терефталевой кислоты (0,5 люль), затем, хорошо размешивая, при 80 С прикапывают в течение 10 мак раствор 58 г (0,5 моль) гексаметилендиамина в 100 мл бензола, и продолжают перемешивание 1 час.

После этого отгоняют бензол через маленькую колонну и в равной мере прибавляют диэтилбензол до тех пор, пока внутренняя температура не повысится до 170 С, При этой температуре 3 час ведут дополнительную конденсацию, и за это время медленно отгоняют фенол в качестве азеотропа с частью диэтилбензола. После охлаждения сильно отжимают на фильтре-путче, промывают дополнительно метанолом, а затем высушивают в вакууме.

Получают слегка сыпучий порошок, в котором невооруженным глазом едва ли можно увидеть стеклянные волокна. Под микроскопом видно, что ббльшая часть шарикообразных частиц полиамида прилипает к стеклянным волокнам.

Для доказательства равномерного распределения волокна в растворе полиамида отбирают из большого количества исходной смеси в разных местах шесть проб по 10 г, которые полностью экстрагируют фенол-мета иолом.

Затем определяют вес оставшихся стеклянных волокон. Максимальная разница 1 .

Для определения удельной вязкости продукта взвешивают 1,492 г смеси. Это количество растворяют в 100 л л смеси фенола с четыреххлористым этаном (бО/40). Оставшееся стеклянное волокно отфильтровывают, а фильтрат измеряют. Удельная вязкость 3,09.

Пример 2. Полигексаметиленамид изофталевой и терефталевой кислот (70/30) с

ЗО /о стеклянного волокна.

Лналогично примеру 1 52,7 г короткого стеклянного волокна с диаметром нити

1 10 > см и средней длиной нити 8 10 - см, обработанного силановым средством, способствующим прилипанию к нему полиамида, сильно размешивая, равномерно распределяют в смеси из 500 мл бензола и 500 ил диэтилбензола, после чего подвергают предварительной конденсации с гексаметилендиамином при 90 С 0,5 моль смеси дифениловых эфиров, а потом проводят дополнительную конденсацию при 170 С, заменяя бензол 500 л л диэтилбензола. Выделение смеси твердого вещества осуществляют, как описано в примере 1.

Удельная вязкость продукта 2,71. Под микроскопом видно, что прилипание полиамида к стеклянному волокну улучшено; отдельные частицы полиамида ббльшего размера, чем частицы в продукте, полученном по примеру 1.

Пример 3. Полигексаметиленамид адипиновой кислоты с ЗОО/о короткого стеклянного волокна.

52,7 г короткого стеклянного волокна суспендируют в 1000 лил додецилбензола. Затем растворяют 149 г (0,5 моль) дифенилового эфира адипиновой кислоты при 80 С, после чего подвергают оеакции обменного разложения с раствором из 58 г гексаметилендиамина в 100 мл додецилбензола при 90 С. По истечении 1 час температуру повышают до 190 С, в течение дальнейших 3 час проводят дополнительную конденсацию, причем медленно отгоняют освобождающийся фенол. В результате получают гомогенную порошкообразную смесь, которую отделяют по описанному в примере 1 методу, причем дополнительно ее промывают бензолом. Удельная вязкость продукта 1,7.

Пример 4. Полигексаметиленамид изофталевой и терефталевой кислот (70/ЗО) с

20 О/о асбестового волокна.

27,4 г асбестового волокна типа 7D, сильно размешивая, суспендируют в 1200 мл диэтилбензола. Для размешивания применяют лопастную мешалку с большой поверхностью лопастей. В этой суспензии предварительно конденсируют гексаметилендиамином 0,5 люль смеси дифениловых эфиров, как описано в примере 1, а дополнительную конденсацию проводят при 180 С. Выделение смеси твердого вещества осуществляют по примеру 1. Получают хлопьевидную объемистую массу.

Удельная вязкость продукта 2,32.

263506

Предмет изобретения

Составитель Л. А. Платонова

Редактор Л. К. Ушакова Техред Л. В. Куклина Коррекгор А. А, Березуева

Заказ 1313, 15 Тираж 500 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Способ получения полиамидов в мелкозернистой форме путем поликонденсации дифениловых эфиров ароматических или алифатических дикарбоновых кислот и диаминов в растворителе, не растворяющем полиамид, с последующей доко денсацией, отлииагощийся тем, что конденсацию проводят в присутствии

5 минерального волокнистого наполнителя.