DE69402833T2 - Herstellung von nylon 66 aus 1,8-diazacyclotetradecan-2,7-dion - Google Patents
Herstellung von nylon 66 aus 1,8-diazacyclotetradecan-2,7-dionInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft die Herstellung von Nylon-66-Homo- und -Copolymeren unter Verwendung von 1,8-Diazacyclotetradecan- 2,7-dion als Bestandteil in dem Ausgangsreaktionsgemisch.
- Bei dem herkömmlichen kommerziellen Verfahren zur Herstellung von Nylon-66-Polymer werden Adipinsäure und Hexamethylendiamin umgesetzt. Es wird ein hochmolekulares Polymer erzeugt, jedoch ist ein Nebenprodukt dieser Reaktion die Bildung von cyclischem Nylon-66-Monomer, d.h. von 1,8-Diazacyclotetradecan-2,7-dion. 1,8-Diazacyclotetradecan-2,7-dion wurde bereits in der Vergangenheit üblicherweise als Abfallprodukt angesehen. Es neigt zum Auswaschen aus den Nylonfasern, wenn die Fasern gefärbt werden.
- 1,8-Diazacyclotetradecan-2,7-dion ist in der U.S.-Patentschrift 2 241 323 von Greenewalt als Material offenbart, das zur Verwendung bei der Herstellung von Nylon-Polymeren geeignet ist. Es wird nur über niedermolekulare Polymere berichtet. Gemäß dieser Patentschrift wird das Monomer als cyclisches monomeres Hexamethylenadipamid (14 Ringatome, Fp. 248 ºC) bezeichnet.
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Nylon-66-Polymer (oder -Copolymer, wenn ε-Caprolactam in dem Reaktionsgemisch eingeschlossen ist) aus 1,8-Diazacyclotetradecan-2,7-dion, welches umfaßt (a) Bilden eines Reaktionsgemisches, welches 10 bis 90 Gew.-% 1,8-Diazacyclotetradecan-2,7-dion und eine komplementäre Menge des Salzes von Adipinsäure und Hexamethylendiamin und/oder ε-Caprolactam enthält, (b) Erhitzen des Gemisches unter einem Druck, der größer ist als der Atmosphärendruck, (c) langsames Absenken des Druckes auf Atmosphärendruck, während die Temperatur auf 275 ºC ansteigt, (d) Halten der Temperatur bei 275 ºC und bei einem Druck von nicht mehr als Atmosphärendruck, bis das Polymer, das eine relative Viskosität von wenigstens 25 besitzt, erhalten wird.
- 1,8-Diazacyclotetradecan-2,7-dion kann aus den Nylon-66- Polymer-Herstellungsverfahren gewonnen werden, welche die Kondensation von Adipinsäure und Hexamethylendiamin umfassen, jedoch, falls dieses Material, 1,8-Diazacyclotetradecan-2,7- dion, als einziges Ausgangsmonomer zur Herstellung von Nylon- 66 unter Anwendung der Standardpolymerisationsbedingungen verwendet wird, reagieren etwa 25 % des Monomeren nicht, und das Produkt ist als Polymer nicht geeignet. Es wurde nun ein Verfahren zur Erzeugung eines zufriedenstellenden Produktes aus 1,8-Diazacyclotetradecan-2,7-dion entwickelt.
- Um ein zufriedenstellendes Polymer aus 1,8-Diazacyclotetradecan-2,7-dion herzustellen, ist es notwendig, daß das Reaktionsgemisch wenigstens 10 Gew.-% des Salzes von Adipinsäure und Hexamethylendiamin und/oder ε-Caprolactam, vorzugsweise wenigstens 50 Gew.-% des Salzes von Adipinsäure und Hexamethylendiamin enthält. Das Reaktionsgemisch wird anschließend gemäß den vorstehend ausgeführten Stufen verarbeitet. Das gewonnene Nylon-66-Polymer (oder -Copolymer) ist hochmolekular, mit einer relativen Viskosität von wenigstens 25, wobei die relative Viskosität bei 25 ºC in einer Lösung gemessen wird, die 8,4 Gew.-% Polymer in Ameisensäure und 10 Gew.-% Wasser enthält.
- Die herkömmlichen Nylon-Zusatzstoffe: Katalysatoren, Pigmente, Antischaummittel, Antioxidantien und dergleichen können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendet werden oder dem durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Polymer zugesetzt werden.
- 1. Ein 300-cc-Edelstahlautoklav wurde mit 26,7 g 1,8-Diazacyclotetradecan-2,7-dion und 60,0 g einer 51%igen wäßrigen Nylon-66-Salzlösung beschickt.
- 2. Ein Regler, der den Druck des Systems steuert, wurde auf 250 psig eingestellt.
- 3. Der Autoklav wurde geschlossen und mit Stickstoff gespült.
- 4. Der Inhalt des Autoklaven wurde gerührt und in 60 min auf 250 ºC erhitzt.
- 5. Nach Erreichen von 250 ºC wurde der Druck nach und nach während eines Zeitraums von 1 Stunde von 250 psig auf Atmosphärendruck verringert, indem der Druckregler eingestellt wurde. Während der 1 Stunde wurde die Temperatur langsam auf 275 ºC angehoben.
- 6. Die Temperatur des Autoklaven wurde 45 min lang bei 275 ºC gehalten.
- 7. Das Rühren wurde abgestellt, und der Autoklav wurde anschließend abkühlen gelassen.
- 8. Nach dem Abkühlen wurde das Polymer aus dem Autoklaven entfernt und das Polymer bei 90 ºC getrocknet. Die relative Viskosität wurde gemessen, und es wurde gefunden, daß sie 49 beträgt. Dieses Beispiel ist in der Tabelle nachstehend unter 5 enthalten.
- Die nachstehende Tabelle faßt die Ergebnisse zusammen, die erhalten werden, wenn das Verfahren unter Anwendung verschiedener Bedingungen wiederholt wurde. Die Punkte 1, 2 und 8 sind keine Beispiele für die Erfindung, sondern statt dessen Kontrollen. Bei den Punkten 6, 7 und 8 wurden dem Autoklaven ebenfalls 0,2 g wasserfreies Hexamethylendiamin mit den anderen Bestandteilen zugesetzt. Tabelle
- CM* ist ein cyclisches Monomer: 1,8-Diazacyclotetradecan-2,7- dion.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von Nylon-66-Polymer oder
-Copolymer aus 1,8-Diazacyclotetradecan-2,7-dion, welches
umfaßt (a) Bilden eines Reaktionsgemisches, das 10 bis
90 Gew.-% 1,8-Diazacyclotetradecan-2,7-dion und eine
komplementäre Menge des Salzes von Adipinsäure und
Hexamethylendiamin und/oder ε-Caprolactam enthält, (b)
Erhitzen des Gemisches unter einem Druck, der größer ist
als der atmosphärische Druck, (c) langsames Absenken des
Druckes auf Atmosphärendruck, während die Temperatur auf
275 ºC ansteigt, (d) Beibehalten der Temperatur bei 275 ºC
und bei einem Druck von nicht mehr als Atmosphärendruck,
bis das Polymer, das eine relative Viskosität (gemessen
bei 25 ºC in einer Lösung von 8,4 Gew.-% Ameisensäure, die
10 Gew.-% Wasser enthält) von wenigstens 25 besitzt,
erhalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Salz der
Adipinsäure und Hexamethylendiamin in dem Reaktionsgemisch in
einer Menge von wenigstens 50 Teilen auf 100 Gewichtsteile
des Reaktionsgemisches vorhanden sind.
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