Способ получения поликапроамида

 

и 852890

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьоюз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.08.79 (21) 2846655/23-05 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.08.81. Бюллетень № 29 (45) Дата опубликования описания 07.08.81 (51) М. Кл.з

С 08G 69/16

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 678.675 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. Ш. Хайтин, Ю. А. Дрозд, Л. Т. Фисюк, Н. С. и Н. Г. Мальцева (71) Заявитель

Я%АМВ)ща (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКАПРОАМИДА

Изобретение относится к области получения синтетических волокнообразующих полимеров, а именно к способам получения поликапроамида, и может быть использовано для интенсификации и усовершенствования промышленного производства поликапроамида, применяющегося для формования волокон и литьевых изделий.

Известен способ полимеризации в-капролактама в присутствии воды, играющей роль активатора (1).

Недостатком такого способа является невысокая эффективность воды, как активатора процесса. Длительность индукционного периода, обусловленного накоплением в 15 реакционной среде активных центров реакции, в производственных условиях может достигать 6 — 8 ч. Для снижения продолжительности индукционного периода содержание воды в реакционной среде увеличива- 20 ют до 2,5 — 3 0%.

Так как для получения вь1сокомолекулярного поликапроамида необходимо вводить воду в количестве не более 0,1%, избыток введенной воды в конце процесса 25 полимеризации необходимо удалить. Это усложняет конструкцию аппарата, затрудняет введение технологического процесса и вызывает необходимость регенерировать мономер из удаляемой воды. 30

Известно также, что для интенсификации процесса полимеризации в присутствии воды используют различные сокатализаторы, в частности кислоты (о-фосфорную, соляную, бромистоводородную, карбоновыс кислоты и т. д.) (21.

К недостаткам такого способа относится то, что кислоты являются также и регуляторами молекулярной массы полимера.

В связи с этим их вводят в реакционную среду в ограниченных количествах, недостаточных для того, чтобы эффект ускорения полимеризации для получения высокомолекулярного продукта был значительным. Кроме того, при высоких температурах процесса полимеризации о-фосфорная кислота, например, превращается в пирофосфорную. При этом происходит деполимеризация поликапроамида, и для стабилизации свойств получаемого полимера в реакционную массу необходимо вводить карбоновые кислоты. К недостаткам способа использования кислот для ускорения полимеризации е-капролактама относится и то, что кислая среда ускоряет коррозионный износ аппаратов.

Наиболее близким к изобретению является способ получения поликапроамида полимеризацией е-капролактама в присутствии водного раствора перекпсного соедине852890 пия — перекиси бензоила, в количестве

0,15 — 1,0 /о от массы е-капролактама в пересчете на безводну1о перекись I31.

Однако при использовании такого способа процесс идет недостаточно интенсивно, с получением полимера нс очень высокого качества.

Цель изобретения — повышение молекулярного веса полимера, интенсификации процесса.

Цель достигается тем, что в известном способе получения поликапроамида полимеризацией в-капролактама в присутствии перекисного соединения, в качестве последнего используют перекись водорода в количестве 0,05 — 2,5О/о от массы в-капролактама в пересчете на безводную перекись.

П р им е р 1. На 10 г в-капролактама добавляют 0,2 r водного 25 /о-ного раствора перекиси водорода (0,05/о в пересчете на безводную перекись). Смесь нагревают в запаянной ампуле в атмосфере азота при

260@в. Чгерез.- 2 ч получают поликапроамид с относительной вязкостью 1,65 (1 /о -ный раство в концентрированной серной кислоте) и,равновесным значением выхода полимера 88,5О/о.

При полимеризации в-капролактама в тех же условиях, по без добавления перекиси водорода, в присутствии 0,2 г воды З0 получают полимер с вязкостью 1,39, Выход полимера составляет 58,0%.

Пример 2. На 10 г е-капролактама добавляют 1,0 r 25 /о-ного раствора перекиси водорода (2,5О/о в пересчете на безводную 35 перекись) . Полимеризацию ведут как в примере 1. Через 0,5 ч получают поликапроамид с относительной вязкостью 1,58 и равновесным значением выхода полимера

87,0 / . 40

При полимеризации в-капролактама в аналогичных условиях, но без добавления перекиси водорода, в присутствии 1 г воды получают поликапроамид с относительной вязкостью 1,45 и равновесным значением 45 выхода полимера 77,0О/о.

Пример 3. На 10 г капролактама добавляют 0,13 /о перекиси водорода (0,52 г водного 25 /о-ного раствора). Полимеризацию ведут как в примере 1. Через 1 ч по- 50 лучают поликапроамид с относительной вязкостью 1,60 и равновесным значением выхода полимера 87,7 /о.

При полимеризации капрол актам а в аналогичных условиях, но без добавления 55 перекиси водорода, в присутствии 0,52 г воды получают поликапроамид с относительной вязкостью 1,40 и равновесным значением выхода полимера 62,0 /о.

Пример 4. К 100 r в-капролактама до- 00 бавляют 0,5 /о от массы в-капролактама безводной перекиси водорода (2 г 25О/,-ного водного раствора). Смесь помещают в стеклянную ампулу, из которой перед запайкой эвакуируют воздух, Ампулу нагревают при 260 С 2 ч. После этого содержание ампулы анализируют. Получают полимер с выходом 92 /о и относительной вязкость1о 1 -ного раствора в концентрированной серной кислоте 1,8. Полимер помещают в стеклянную ампулу, расплавляют и выдерживают 1 ч в токе азота при 260 С.

Получают полимер с относительной вязкостью 2,9 и выходом 92О/О.

Пример 5 (сравнительный). К 100 г е-капролактама добавляют 0,5 /о от массы в-капролактама безводной перекиси бензоила 2 r водного раствора перекиси бензоила. Остальное как в примере 1. Через 2 ч получают полимер с выходом 80 /о и относительной вязкостью 1,7. После выдержки в токе азота при 260 С в течение 1 ч получают полимер с относительной вязкостью

2,2 и выходом 92 /о.

Таким образом изобретение позволяет сократить продолжительность процесса пол имеризации, усовершенствовать технологию ведения процесса и повысить износостойкость аппаратов, улучшить качество получаемого полимера (повысить молекулярный вес).

Формула изобретения

Способ получения поликапроамида полимеризацией в-капролактама в присутствии водного раствора перекисного соединения, отл и ч а ющи и ся тем, что, с целью повышения молекулярного веса полимера, интенсификации процесса, в качестве перекисного соединения используют перекись водорода в количестве 0,05 — 2,5О/о от массы е-капролактама в пересчете на безводную перекись.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кларе Г., Фрицше 3. и Гребе Ф. Синтетические полиамидные волокна. М., «Мир», 1966, с. 268 — 279.

2. Шоличев Н. В. «Использование фосфорной кислоты для ускорения гидролитической полимеризации е-капролактама в аппаратах непрерывной полимеризации».

Автореф. дисс. на соиск. ученой степени канд. техн. наук, r. Иваново, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

М 667563, кл, С 08G 69/14, 1977 (прототип).