Способ получения поликапроамида

 

(72) Авторы изо6ретеиия

Б.Ш.Хайтин, |O.À.Äðîçä, Л.Т.Фисюк и Н.С.Ябло (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКАПРОАИИДА

Изобретение относится к полимеризации капролактама с получением поликапроамида, который может быть использован в производстве волокон и пленок путем формования из расплава.

Известен способ полимеризации ка5 пролактама в присутствии воды, водных растворов кислот или других ини циаторов, которые в результате реакционных превращений в процессе поли10 меризацин выделяют воду, например аминокислот, соли АГ-адипиновая ки слота + гексаметилендиамин (I).

Получаемый таким способом поликапроамид, содержащий концевые амиO IS но- и карбоксильные группы, может быть переработан в волокна и пленки путем формования из расплава.

Существенным недостатком такого способа является то, что в процес20 се повторного расплавления поликапроамнд подвергается деструкции. Кроме того, в процессе реакционных превращений амино- и карбоксильных групп макромолекул образуются амидиновые и другие группировки, возникают разветвленные макромолекулы, что приводит к ухудшению технологии производ ства волокон и пленок н снижению качества изделий.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является .способ получения поликапроамида полимеризацией капролактама и присутствии катализатора. В качестве катализатора используют соединения щелочных или щелочноземельных металлов (2) .

Получаемый таким способом поликапроамид не содержит концевых карбоксильных групп, однако нестабилен и при нагревании до температуры плавления интенсивно деполимеризуется.

Такой полимер без введения специальных добавок, инактнвирующих катализатор, обычно не удается переработать в изделия путем формовання из расплаваа.

931725

Цель изобретения — улучшение стабильности свойств поликапроамида.

Поставленная цель достигается, тем, что н способе получения поликапроамида полимериэацией капролактама в присутствии каталИзатора в качестве катализатора используют диацильную перекись в количестве

0,1-1,0Х от массы капролактама, а реакционную смесь перед началом поли- 10 мериэации подвергают действию ультразвука частотой 10-30 кГц в течение 1-3 мин.

Способ осуществляют следующим образом. I5

К отвешенному количеству безводного капролактама добавляют безводную диацильную перекись, например перекись бензоипа, в количестве О,l1,0Х от массы калролактама. Смесь 2О расплавляют и подвергают действию ультразвука в течение 1-3 мин при, 95 С частотой 30 кГц, мощностью

I2 кВт. Смесь нолимеризуют в закрытой ампуле при 260 С.

Полимер, полученный предлагаемым способом, отличаЕтся стабильностью показателей и может быть переработан в изделия путем 4ормования из расплава. Кроме того, потери сырья при переработке сокращаются на на 10%.

Hpимер l. К 100весч. безводного калролактама добавляют

О,lвес.ч. безводной перекиси бензоила. Смесь расплавляют и подвергают действию ультразвука в течение 1-

3 мин при 95ОС частотой 30 кГц, мощностью 12 кВт. Затем ее полимеризуют в закрытой ампуле при 260 С. Через

16 ч получают поликапроамид с относительной вязкостью 2,6 (IX-ный раствор в концентрированной серной кислоте при 20"С) и содержанием водораство- .. римых низкомолекулярных соединений (HNC) 10,0X.. После экстрагирования

HNC до содержания 0 5Х и сушки до содержания воды 0,03% полимер расплавляют и расплав выдерживают при 260 С в токе азота в течение 6 ч.

Относительная вязкость полимера после обработки 2,65, содержание

НМС 3,0 .

При аналогичной обработке поликапроамида,полученного путем поли- 55 меризации в присутствии воды, относительная вязкость увеличивается с

2,6 до 3,0, содержание Н11С вЂ” до 5,1%.

В тех же условиях при полимериэации,капролактама в присутствии О,IX перекиси бензоила беэ предварительной обработки ультразвуком получают продукт с относительной вязкостью

1,53 и содержанием HMC 76,8 ..

Пример 2. К 100 вес.ч. безводного капролактама добавляют

1 вес.ч, безводной перекиси бензоила. Смесь расплавляют и подвергают действию ультразвука в течение 2 мин при 95 С частотой 10 кГц, мощностью о

12 кВт. Затем ее полимериэуют, как в примере I. Через 10 ч получают поликапроамид с относительной вязкостью 1,96 и содержанием HNC 10,2Х.

После обработки,как в примере 1, относительная вязкость увеличивается до 2,20I содержание НИС -до 3,2 .

В тех же условиях при полимеризации капролактама в присутствии IX перекиси бензоила, но без предварительной обработки ультразвуком получают продук с относительной вязкостью 1,5? и содержанием НМС 69,8Х.

Полученный полимер имеет более стабильную относительную вязкость, чем полимер, полученный по способупрототипу при нагревании его при

260 С в течение 6 ч: при полимеризаа ции капролактама в отсутствии воды в присутствии щелочных катализаторов при повторном плавлении относительная вязкость уменьшается в 45 раз, что больше, чем у полимера, полученного в примерах 1и 2.

Йолученньй полимер может быть переработан в изделия, например в волокна, путем формования из расплава, Образцы волокон, вытянутых на 350Х, имеют прочность 44 гс/текс. и удлинение 51,?Х.

Полимеризацию капролактама в производственных условиях проводят в присутствии воды ипи других веществ, которые выделяют воду s результате реакции.

В процессе повторного расплавления для формования изделий полученньм поликапроамид подвергается деструкции, имеют место побочные реакции, что приводит к ухудшению качества изделий. Предлагаемый способ позволяет избежать этих недостатков.

Формула изобретения

Способ получения поликапроамида полимеризацией капролактама в присутствии катализатора, о т л и— чающийся тем, что, сцелью улучшения стабильности свойств поликапроамида, в качестве катализатора используют диацнльнуш перекись в количестве О,!-1,0Х от массы капролактама, а реакционную смесь перед началом полимериэации подверга931725 6 ют действию ультразвука частотой

10-30 кГц в течение 1-3 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Кларе Г., Фрицше Э. Гребе Ф.

Синтетические полиамидные волокна.

М., "Мир", .1966, с. 268-279 °

2. Там ае, с. 279-292 (прототип).

Составитель И. Стовченко

Редактор AËåæíèíà Техред ц, Тепер Корректор Л.Бокшан

Заказ 3660/31 Тирах 512 Подпис ное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изо0ретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиап ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4