DE19635077A1 - Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Polyamiden aus omega-Aminoalkylnitrilen - Google Patents
Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Polyamiden aus omega-AminoalkylnitrilenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur
kontinuierlichen Herstellung von Polyamiden durch Umsetzung eines
ω-Aminoalkylnitrils mit Wasser bei erhöhter Temperatur und er
höhtem Druck in einem mehrstufigen Prozeß.
Die US-A 2,245,129 beschreibt eine diskontinuierliche zweistufige
Herstellung von Polycaprolactam aus ω-Aminocapronitril ("ACN")
und Wasser bei einer Temperatur im Bereich von 150 bis 300°C und
einem speziellen Temperaturprogramm in Abhängigkeit der zugegebe
nen Wassermenge und einem Druck von maximal 30 bar. Nachteilig an
diesem Verfahren sind die langen Reaktionszeiten (20 h in der
ersten Stufe), die niedrige Viskosität des erhaltenen Polycapro
lactams sowie der hohe Gehalt an flüchtigen Basen (im wesent
lichen primäre Säureamide) im Vergleich zu einem Polycaprolactam
hergestellt aus Caprolactam.
In DE-C 35 34 817, US-A 4,568,736 und US-A 4,629,776 werden die
in der US-A 2,245,129 beschriebenen Probleme teilweise durch den
Einsatz von Phosphor- und Schwefel-haltigen Katalysatoren gelöst.
Von Nachteil ist jedoch, daß eine vollständige Abtrennung der
Katalysatoren nicht möglich ist, mithin im Produkt Katalysator
mengen nachzuweisen sind und somit das chemische und physikali
sche Verhalten des Polymeren wie Art und Menge der Endgruppen
oder Abknickverhalten beim Verspinnen negativ beeinflussen. Des
weiteren ist der Gehalt an flüchtigen Basen bei nach den genann
ten Verfahren hergestellten Polymeren zu hoch, so daß die Poly
mere nicht oder schwierig zu verarbeiten sind. Ferner zeigen die
so hergestellten Produkte eine störende Eigenfarbe, quantitativ
an einer zu hohen APHA-Zahl zu erkennen. Darüberhinaus tritt bei
der Verarbeitung der Polymere, insbesondere beim Aufschmelzen,
eine Geruchsbelästigung hervorgerufen durch Ammoniak auf.
Schließlich sind die Raum-Zeit-Ausbeuten für eine wirtschaftliche
Nutzung zu gering.
In der EP-A 479 306 wird bei der Umsetzung von ACN mit Wasser zu
Polycaprolactam vorgeschlagen, nach dem Erreichen einer Reak
tionstemperatur von 200 bis 260°C kontinuierlich Ammoniak und
Wasser durch Entspannen zu entfernen und gleichzeitig kontinuier
lich Wasser zuzusetzen , wobei der Druck im Bereich von 14 bis 24
bar gewählt wird. Auch das Verfahren der EP-A 479 306 zeigt die
bereits oben genannten Nachteile.
In der EP-A 65 291 wird ein kontinuierliches Verfahren zur
Herstellung von Polyamid 66 aus Dinitrilen und Diaminen beschrie
ben. Der Molekulargewichtsaufbau erfolgt über Polykondensation.
Caprolactam tritt als Zwischenprodukt nicht auf, wohl jedoch bei
der Polymerisation von ACN. Somit ist wegen den unterschiedlichen
Reaktionsabläufen eine Übertragung des in der EP-A 65 291 genann
ten Verfahrens auf das vorliegende Problem nicht möglich.
Es war deshalb die Aufgabe gestellt, ein verbessertes Verfahren
zur kontinuierlichen Herstellung von Polyamiden ausgehend von
ω-Aminoalkylnitrilen zur Verfügung zu stellen, das die oben
genannten Nachteile nicht aufweist. Insbesondere sollte ein kon
tinuierliches Verfahren zur Verfügung gestellt werden, bei dem
der Gehalt an flüchtigen Basen im gewünschten Polyamid nicht grö
ßer als 500 mg NH₃/kg und der Gehalt an Nitrilgruppen kleiner als
1 Mol-% betragen. Ferner sollten die hergestellten Polyamide eine
ausgewogene Endgruppenäquivalenz aufweisen, d. h. das Amino- zu
Carboxylendgruppen-Verhältnis (AEG/CEG) sollte bevorzugt nicht
größer als 1,25 betragen, um einen guten Viskositätsaufbau ohne
eine thermische Schädigung durch zu lange Verweilzeiten zu
erreichen.
Demgemäß wurde ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von
Polyamiden durch Umsetzung eines ω-Aminoalkylnitrils mit Wasser
bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck in einem mehrstufigen
Prozeß gefunden, indem man
- (1) in einer ersten Stufe ein ω-Aminoalkylnitril mit einem Überschuß an Wasser auf eine Temperatur im Bereich von 250 bis 350°C erhitzt und einen Druck von 4 bis 30 MPa wählt, wobei man Druck und Temperatur so aufeinander abstimmt, daß das Reaktionsgemisch einphasig flüssig vorliegt, und wobei der Umsatz an Nitrilgruppen nicht kleiner als 95 Mol-%, bezogen auf die Molzahl an eingesetztem ω-Aminoalkylnitril, beträgt, unter Erhalt eines Reaktionsaustrages I,
- (2) den Reaktionsaustrag I in einer zweiten Stufe einem Druck im Bereich von 1 bis 7 MPa und einer Temperatur im Bereich von 220 bis 300°C aussetzt, wobei der Druck in der zweiten Stufe wenigstens 0,5 MPa niedriger gewählt wird als in der ersten Stufe, und dabei gleichzeitig die entstandene gasförmige Phase von der flüssigen Phase abtrennt, unter Erhalt eines Reaktionsaustrages II, und
- (3) den Reaktionsaustrag II in einer dritten Stufe
- a) einem Druck im Bereich von 10 bis 300 kPa und einer Temperatur im Bereich von 220 bis 300°C aussetzt,
- b) dabei gleichzeitig die entstandene gasförmige Phase von der flüssigen Phase abtrennt,
- c) die relative Viskosität (gemessen bei einer Temperatur von 25°C und einer Konzentration von 1 g Polymer pro 100 ml in 96 gew.-%iger Schwefelsäure) des Polyamids auf den gewünschten Wert im Bereich von 1,6 bis 3,5 durch Wahl der Temperatur und Verweilzeit einstellt, und
- d) anschließend den so erhaltenen Reaktionsaustrag III nach üblichen Methoden austrägt und gewünschtenfalls aufar beitet.
Erfindungsgemäß erhitzt man ein ω-Aminoalkylnitril mit einem
Überschuß an Wasser auf eine Temperatur im Bereich von 250 bis
350, bevorzugt von 270 bis 300°C bei einem Druck im Bereich von 6
bis 30, insbesondere von 7 bis 13 MPa, besonders bevorzugt von 8
bis 12 MPa, wobei man Druck und Temperatur so aufeinander ab
stimmt, daß das Reaktionsgemisch einphasig flüssig vorliegt, und
wobei der Umsatz an Nitrilgruppen nicht kleiner als 95 Mol-%
beträgt, bevorzugt im Bereich von 97 bis 99 Mol-% gewählt wird,
bezogen auf die Molzahl an eingesetztem ω-Aminoalkylnitril, unter
Erhalt eines Reaktionsaustrages I.
In einer bevorzugten Ausführungsform erhitzt man das ω-Aminoal
kylnitril/Wasser-Gemisch kontinuierlich mit Hilfe eines Wärmetau
schers und führt das so erhitzte Gemisch in ein auf die gleiche
Temperatur temperiertes Reaktionsgefäß, vorzugsweise ein Rohr,
das gewünschtenfalls Einbauten wie Sulzermischelemente enthalten
kann, um Rückvermischungen zu vermeiden. Alternativ kann man das
ω-Aminoalkylnitril und das Wasser auch getrennt aufheizen.
Erfindungsgemäß wählt man den Reaktionsdruck im Reaktionsgefäß
so, daß das Reaktionsgemisch einphasig flüssig vorliegt. Mit
anderen Worten: der Gesamtdruck muß größer sein als der Gleich
gewichtsdampfdruck (Partialdruck) der am leichtesten flüchtigen
Komponente. Da bei der Reaktion Ammoniak frei wird, ist Ammoniak
die am leichtesten flüchtige Komponente. Hieraus resultieren die
oben angegebenen Druckwerte.
Als ω-Aminoalkylnitril setzt man bevorzugt lineare Aminoalkyl
nitrile ein, wobei der Alkylrest, genauer Alkylenrest (-CH₂-), 4
bis 12 C-Atome, bevorzugt von 4 bis 9 C-Atome enthält wie
6-Amino-1-cyanopentan (6-Aminocapronitril), 7-Amino-1-cyanohexan,
8-Amino-1-cyanoheptan, 9-Amino-1-cyanooctan, 10-Amino-1-cyanono
nan, besonders bevorzugt 6-Aminocapronitril.
6-Aminocapronitril erhält man üblicherweise durch Hydrierung von
Adipodinitril nach bekannten Verfahren, beispielsweise beschrie
ben in DE-A 8 36 938, DE-A 8 48 654 oder US-A 5,151,543.
In einer besonderen Ausführungsform, insbesondere wenn man
Copolyamide herstellen möchte, setzt man anstelle von reinem
6-Aminocapronitril folgende Mischung ein:
von 50 bis 99,9, bevorzugt von 80 bis 90 Gew.-% 6-Aminocapro
nitril,
von 0,1 bis 50, bevorzugt von 1 bis 30 Gew.-% mindestens einer Dicarbonsäure, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus aliphatischen C₄-C₁₀-alpha, omega- Dicarbonsäuren und aromatischen C₈-C₁₂-Dicarbon säuren, C₅-C₈-Cycloalkandicarbonsäuren,
von 0 bis 50, bevorzugt von 0,1 bis 30 Gew.-% eines alpha, omega-Diamins mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen,
von 0 bis 50, bevorzugt von 0 bis 30 Gew.-% eines alpha, omega-C₂-C₁₂-Dinitrils sowie
von 0 bis 50, bevorzugt von 0 bis 30 Gew.-% einer alpha, omega-C₅-C₁₂-Aminosäure oder des entsprechenden Lactams, wobei die Summe der einzelnen Gewichts prozentangaben 100% beträgt.
von 0,1 bis 50, bevorzugt von 1 bis 30 Gew.-% mindestens einer Dicarbonsäure, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus aliphatischen C₄-C₁₀-alpha, omega- Dicarbonsäuren und aromatischen C₈-C₁₂-Dicarbon säuren, C₅-C₈-Cycloalkandicarbonsäuren,
von 0 bis 50, bevorzugt von 0,1 bis 30 Gew.-% eines alpha, omega-Diamins mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen,
von 0 bis 50, bevorzugt von 0 bis 30 Gew.-% eines alpha, omega-C₂-C₁₂-Dinitrils sowie
von 0 bis 50, bevorzugt von 0 bis 30 Gew.-% einer alpha, omega-C₅-C₁₂-Aminosäure oder des entsprechenden Lactams, wobei die Summe der einzelnen Gewichts prozentangaben 100% beträgt.
Als Dicarbonsäuren kann man aliphatischen C₄-C₁₀-alpha, omega-
Dicarbonsäuren wie Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure,
Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, bevorzugt
Adipinsäure und Sebazinsäure, besonders bevorzugt Adipinsäure,
und aromatischen C₈-C₁₂-Dicarbonsäuren wie Terephthalsäure sowie
C₅-C₈-Cycloalkandicarbonsäuren wie Cyclohexandicarbonsäure ein
setzen.
Als alpha, omega-Diamin mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen kann man
Tetramethylendiamin, Pentamethylendiamin, Hexamethylendiamin,
Heptamethylendiamin, Octamethylendiamin, Nonamethylendiamin und
Decamethylendiamin, bevorzugt Hexamethylendiamin, einsetzen.
Des weiteren ist es auch möglich Salze aus den genannten
Dicarbonsäuren und Diaminen einzusetzen, insbesondere das Salz
aus Adipinsäure und Hexamethylendiamin, sogenanntes AH-Salz.
Als alpha, omega-C₂-C₁₂-Dinitrils setzt man bevorzugt aliphatische
Dinitrile ein wie 1,4-Dicyanbutan (Adipodinitril), 1,5-Dicyan
pentan, 1,6-Dicyanhexan, 1,7-Dicyanheptan, 1,8-Dicyanoctan,
1,9-Dicyannonan, 1,10-Dicyandecan, besonders bevorzugt Adipodi
nitril.
Gewünschtenfalls kann man auch Diamine, Dinitrile und Amino
nitrile, die sich von verzweigten Alkylen- oder Arylen- oder
Alkylarylenen ableiten, verwenden.
Als alpha, omega-C₅-C₁₂-Aminosäure kann man 5-Aminopentansäure,
6-Aminohexansäure, 7-Aminoheptansäure, 8-Aminooctansäure,
9-Aminononansäure, 10-Aminodecansäure, 11-Aminoundecansäure und
12-Aminododekansäure, bevorzugt 6-Aminohexansäure (6-Amino
capronitril), einsetzen.
Erfindungsgemäß setzt man Wasser im Überschuß, bezogen auf das
eingesetzte ω-Aminoalkylnitril, ein. Bevorzugt wählt man ein Mol
verhältnis von ω-Aminoalkylnitril zu Wasser im Bereich von 1 : 1
bis 1 : 30, besonders bevorzugt von 1 : 2 bis 1 : 10, ganz besonders
bevorzugt von 1 : 2 bis 1 : 4.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann man die Reak
tion in der ersten Stufe auch in Gegenwart von sauerstoffhaltigen
Phosphorverbindungen, insbesondere Phosphorsäure, phosphorige
Säure und hypophosphorige Säure sowie deren Alkalimetall- und
Erdalkalimetallsalze und Ammoniumsalze wie Na₃PO₄, NaH₂PO₄,
Na₂HPO₄, NaH₂PO₃, Na₂HPO₃, NaH₂PO₂, K₃PO₄, KH₂PO₄, K₂HPO₄, KH₂PO₃,
K₂HPO₃, KH₂PO₂ durchführen, wobei man das Molverhältnis von
ω-Aminoalkylnitril zu Phosphorverbindung im Bereich von 0,01 : 1
bis 1 : 1, bevorzugt von 0,01 : 1 bis 0,1 : 1 wählt.
Üblicherweise hängt die Verweilzeit in der ersten Stufe vom ge
wählten Druck, der Temperatur und dem ω-Aminoalkylnitril/Wasser-
Verhältnis ab und liegt im allgemeinen im Bereich von 10 Minuten
bis 10 Stunden, bevorzugt von 30 min bis 6 h, besonders bevorzugt
von 1 h bis 4 h.
Für den Erfolg der Erfindung ist entscheidend, daß der Umsatz an
Nitrilgruppen nicht kleiner als 95 Mol-% ist, und bevorzugt im
Bereich von 97 bis 99 Mol-% gewählt wird, bezogen auf die Molzahl
an eingesetztem ω-Aminoalkylnitril.
Falls der Umsatz an Nitrilgruppen in der ersten Stufe kleiner als
95 Mol-% ist, dann führt dies nach bisherigen Beobachtungen zu
Produkten mit zu niedrigen Viskositätswerten und einem sehr hohen
Gehalt an primären Säureamidgruppen im Endprodukt, verbunden mit
den entsprechenden Verarbeitungsproblemen wie Geruch bei der
Weiterverarbeitung (beim Aufschmelzen), dunkler Eigenfarbe,
schlechter Temperfähigkeit sowie thermischer Schädigung, oder es
müssen in den nachfolgenden Stufen deutlich längere Verweilzeiten
in Kauf genommen werden, um ein qualitativ hochwertiges Produkt
zu erhalten. Jedoch wird dadurch das Verfahren unwirtschaftlich.
Den Umsatz an Nitrilgruppen ermittelt man üblicherweise mittels
IR-Spektroskopie (CN-Valenzschwingung bei 2247 Wellenzahlen), NMR
oder HPLC, bevorzugt durch IR-Spektroskopie.
Erfindungsgemäß wird der in der ersten Stufe erhaltene Reaktions
austrag I in einer zweiten Stufe einem Druck im Bereich von 1 bis
7, bevorzugt von 1 bis 4 MPa und einer Temperatur im Bereich von
220 bis 300, insbesondere von 250 bis 270°C ausgesetzt, wobei
Druck und Temperatur innerhalb der angegebenen Bereiche so ge
wählt werden, daß das Reaktionsgemisch zweiphasig wird.
Bevorzugt wählt man in der zweiten Stufe einen Druck, der wenig
stens 0,5 MPa niedriger gewählt wird als derjenige in der ersten
Stufe.
Gleichzeitig mit der Phasenänderung wird erfindungsgemäß die ent
standene gasförmige Phase von der flüssigen Phase abgetrennt,
unter Erhalt eines Reaktionsaustrages II.
Die gasförmige Phase, die im wesentlichen aus Ammoniak und
Wasserdampf besteht, entfernt man im allgemeinen kontinuierlich
mit Hilfe einer Destillationsvorrichtung wie einer Destillations
kolonne. Die bei dieser Destillation gegebenenfalls mit abge
schiedenen organischen Bestandteile des Destillats kann man in
die erste und/oder zweite Stufe zurückführen (vollständig oder
teilweise).
Die Verweilzeit der Reaktionsmischung in der zweiten Stufe wählt
man im allgemeinen im Bereich von 10 Minuten bis 5 Stunden,
bevorzugt von 30 min bis 4 Stunden.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann man der Reaktionsmi
schung in der zweiten Stufe Wasser, auch als Wasserdampf, zu
setzen, bevorzugt kontinuierlich, in einer Menge im Bereich von
0,1 bis 1000 ml/h pro Mol eingesetztes ω-Aminoalkylnitril.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann man einen
Teilstrom des Reaktionsaustrages II kontinuierlich in der zweiten
Stufe im Kreis fahren (Schlaufenreaktorprinzip).
Erfindungsgemäß überführt man den Reaktionsaustrag II in eine
dritten Stufe und setzt ihn dabei
- a) einem Druck im Bereich von 10 bis 300 kPa, bevorzugt Atmosphärendruck, und einer Temperatur im Bereich von 220 bis 300, bevorzugt von 250 bis 270°C aus,
- b) trennt dabei gleichzeitig sowohl die entstandene gasförmige Phase von der flüssigen Phase ab,
- c) stellt die relative Viskosität (gemessen bei einer Temperatur von 25°C und einer Konzentration von 1 g Polymer pro 100 ml in 96 gew.-%iger Schwefelsäure) des Polyamids auf den ge wünschten Wert im Bereich von 1,6 bis 3,5 durch Wahl der Temperatur und Verweilzeit ein, und
- d) trägt anschließend den so erhaltenen Reaktionsaustrag III nach üblichen Methoden aus und arbeitet gewünschtenfalls auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform überführt man den flüssigen
Reaktionsaustrag II kontinuierlich mit Hilfe einer Pumpe in die
dritte Reaktionsstufe.
Die Temperatur in der dritten Stufe stellt man bevorzugt über
einen Wärmetauscher ein.
Durch den weiteren Druckabbau in der dritten Stufe bildet sich
ebenfalls analog zur Situation in der zweiten Stufe eine gas
förmige und eine flüssige Phase aus. Die gasförmige Phase wird
erfindungsgemäß mit Hilfe einer Destillationsvorrichtung ent
fernt. Gegebenenfalls organische Bestandteile des Destillats aus
der gasförmigen Phase, gewünschtenfalls vereinigt mit dem
Destillat aus der zweiten Stufe, (beispielsweise Caprolactam,
cyclische niedermolekulare Polyamid-6-Oligomere, sofern man ACN
als Ausgangsmaterial verwendet) kann man in die erste und/oder
zweite und/oder dritte Stufe zurückführen.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann man aus der flüssigen
Phase gegebenenfalls vorhandenes Wasser mittels eines Inertgases
wie Stickstoff austreiben.
Die Verweilzeit des Reaktionsgemisches in der dritten Stufe
richtet sich in erster Linie nach der gewünschten relativen
Viskosität des herzustellenden Polyamids und der gewählten
Temperatur. Nach bisherigen Beobachtungen erhält man bei Einsatz
von ACN, 1,5 h Verweilzeit und einer Temperatur im Bereich von
260 bis 280°C ein Polyamid 6 mit einer relativen Viskosität (stets
gemessen bei einer Temperatur von 25°C und einer Konzentration von
1 g Polymer pro 100 ml in 96 gew.-%iger Schwefelsäure) von 1,6,
während man bei fünf Stunden Verweilzeit unter ansonsten gleichen
Bedingungen eine relative Viskosität von 3,0 erhält.
Erfindungsgemäß trägt man die erhaltene Polymerschmelze (Reak
tionsaustrag III) nach üblichen Methoden, beispielsweise mit
Hilfe einer Pumpe, aus dem Reaktionsgefäß aus. Anschließend kann
man das erhaltene Polyamid nach an sich bekannten Methoden, wie
sie z. B. in der DE-A 43 21 683 (S. 3, Z. 54 bis S. 4, Z.3) aus
führlich beschrieben sind, aufarbeiten.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann man den Gehalt von
erfindungsgemäß erhaltenem Polyamid-6 an cyclischem Dimer weiter
reduzieren, indem man das Polyamid zuerst mit einer wäßrigen
Lösung von Caprolactam und anschließend mit Wasser extrahiert
und/oder der Gasphasenextraktion (beispielsweise beschrieben in
der EP-A 28 49 68) unterwirft. Die bei dieser Nachbehandlung
anfallenden niedermolekularen Bestandteile wie Caprolactam und
seine linearen sowie cyclischen Oligomere, kann man in die erste
und/oder zweite und/oder dritte Stufe zurückführen.
Nach bisherigen Beobachtungen kann man dem Ausgangsmonomer bzw.
Monomerengemisch in allen drei Stufen, bevorzugt in der dritten
Stufe, übliche Zusatz- und Füllstoffe wie Pigmente, insbesondere
Titandioxid (Anatas und/oder Rutil), Siliciumdioxid und Talk,
Kettenregler wie aliphatische und aromatische Carbon- und
Dicarbonsäuren wie Propionsäure, Essigsäure, Benzoesäure,
Terephthalsäure sowie Triacetondiamin, Stabilisatoren wie
Kupfer (I) halogenide und Alkalimetallhalogenide, Nukleierungs
mittel wie Magnesiumsilikat oder Bornitrid, Katalysatoren wie
phosphorige Säure sowie Antioxidatien in Mengen im Bereich von
0,01 bis 5, bevorzugt von 0,2 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die Menge
an eingesetzten Monomeren, zusetzen.
Die erfindungsgemäß erhaltenen Polyamide, insbesondere Polyamid-6
und dessen Copolymere, kann man zur Herstellung von Fasern und
Werkstoffen verwenden.
Die Bestimmung der AEG und CEG erfolgte nach der in der
WO 95/01389 (S.6, Z.35 bis S.7, Z.40) beschriebenen Methode.
Die Bestimmung der flüchtigen Basen erfolgte nach Parnas-Wagner
durch Hydrolyse des Polyamids mit HCl, Freisetzung der Basen mit
NaOH, anschließende Wasserdampfdestillation (nach Parnas) der
freigesetzten Basen in eine Vorlage mit HCl und schließlich Rück
titration der überschüssigen HCl mit NaOH. Aus der Differenz an
eingesetzter HCl in der Vorlage und zurücktitrierter HCl läßt
sich der Gehalt an flüchtigen Basen (in mg NH₃/kg) errechnen.
Die relative Viskosität (RV) wurde bei einer Temperatur von 25°C
und einer Konzentration von 1 g Polymer pro 100 ml in 96
gew.-%iger Schwefelsäure bestimmt.
Der Umsatz an Nitrilgruppen wurde IR-spektroskopisch mittels FTIR
anhand der für die -CN-Gruppe charakteristischen Bande bei 2247
cm-1 ermittelt.
In der untenstehenden Tabelle sind die Versuchsbedingungen in
Stufe 1 und 2 angegeben. Die Temperatur in der dritten Stufe be
trug 270°C, der Druck 1 bar und die Verweilzeit 1,5 h.
Die untenstehende Tabelle gibt die Produktkennzahlen von Produk
ten, hergestellt nach dem Stand der Technik - US 5,109,104 und
Bsp. 1 aus US 2,245,129 - wieder.
Claims (4)
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Polyamiden
durch Umsetzung eines ω-Aminoalkylnitrils mit Wasser bei
erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck in einem mehrstufigen
Prozeß, dadurch gekennzeichnet, daß man
- (1) in einer ersten Stufe ein ω-Aminoalkylnitril mit einem Überschuß an Wasser auf eine Temperatur im Bereich von 250 bis 350°C erhitzt und einen Druck von 4 bis 30 MPa wählt, wobei man Druck und Temperatur so aufeinander abstimmt, daß das Reaktionsgemisch einphasig flüssig vor liegt, und wobei der Umsatz an Nitrilgruppen nicht kleiner als 95 Mol-%, bezogen auf die Molzahl an einge setztem ω-Aminoalkylnitril, beträgt, unter Erhalt eines Reaktionsaustrages I,
- (2) den Reaktionsaustrag I in einer zweiten Stufe einem Druck im Bereich von 1 bis 7 MPa und einer Temperatur im Bereich von 220 bis 300°C aussetzt, wobei der Druck in der zweiten Stufe wenigstens 0,5 MPa niedriger gewählt wird als in der ersten Stufe, und dabei gleichzeitig die entstandene gasförmige Phase von der flüssigen Phase abtrennt, unter Erhalt eines Reaktionsaustrages II, und
- (3) den Reaktionsaustrag II in einer dritten Stufe
- a) einem Druck im Bereich von 10 bis 300 kPa und einer Temperatur im Bereich von 220 bis 300°C aussetzt,
- b) dabei gleichzeitig die entstandene gasförmige Phase von der flüssigen Phase abtrennt,
- c) die relative Viskosität (gemessen bei einer Temperatur von 25°C und einer Konzentration von 1 g Polymer pro 100 ml in 96 gew.-%iger Schwefelsäure) des Polyamids auf den gewünschten Wert im Bereich von 1,6 bis 3,5 durch Wahl der Temperatur und Verweilzeit einstellt, und
- d) anschließend den so erhaltenen Reaktionsaustrag III nach üblichen Methoden austrägt und gewünschtenfalls aufarbeitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
als ω-Aminoalkylnitril 6-Aminocapronitril einsetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man
anstelle von reinem 6-Aminocapronitril folgende Mischung
einsetzt:
von 50 bis 99,9 Gew.-% 6-Aminocapronitril,
von 0,1 bis 50 Gew.-%mindestens einer Dicarbonsäure, aus gewählt aus der Gruppe, bestehend aus aliphatischen
C₄-C₁₀-alpha, omega-Dicarbonsäuren und aromatischen
C₈-C₁₂-Dicarbonsäuren, C₅-C₈-Cycloalkandicarbonsäuren,
von 0 bis 50 Gew.-% eines alpha, omega-Diamins mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen,
von 0 bis 50 Gew.-% eines alpha, omega-C₂-C₁₂-Dinitrils sowie
von 0 bis 50 Gew.-% einer alpha, omega-C₅-C₁₂-Aminosäure oder des entsprechenden Lactams, wobei die Summe der einzelnen Gewichtsprozentangaben
100% beträgt.
von 0,1 bis 50 Gew.-%mindestens einer Dicarbonsäure, aus gewählt aus der Gruppe, bestehend aus aliphatischen
C₄-C₁₀-alpha, omega-Dicarbonsäuren und aromatischen
C₈-C₁₂-Dicarbonsäuren, C₅-C₈-Cycloalkandicarbonsäuren,
von 0 bis 50 Gew.-% eines alpha, omega-Diamins mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen,
von 0 bis 50 Gew.-% eines alpha, omega-C₂-C₁₂-Dinitrils sowie
von 0 bis 50 Gew.-% einer alpha, omega-C₅-C₁₂-Aminosäure oder des entsprechenden Lactams, wobei die Summe der einzelnen Gewichtsprozentangaben
100% beträgt.
Priority Applications (20)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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