RU2144048C1 - Способ непрерывного получения полиамидов, способ получения высокомолекулярного поликапролактама и поликапролактам с молекулярным весом 3000-14000 г/моль - Google Patents

Способ непрерывного получения полиамидов, способ получения высокомолекулярного поликапролактама и поликапролактам с молекулярным весом 3000-14000 г/моль Download PDF

Info

Publication number
RU2144048C1
RU2144048C1 RU96105928A RU96105928A RU2144048C1 RU 2144048 C1 RU2144048 C1 RU 2144048C1 RU 96105928 A RU96105928 A RU 96105928A RU 96105928 A RU96105928 A RU 96105928A RU 2144048 C1 RU2144048 C1 RU 2144048C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stage
mixture
molecular weight
polycaprolactam
polycaproamide
Prior art date
Application number
RU96105928A
Other languages
English (en)
Other versions
RU96105928A (ru
Inventor
Пиппер Гунтер
Клайнке Андреас
Хильденбранд Петер
Original Assignee
Басф Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Басф Аг filed Critical Басф Аг
Publication of RU96105928A publication Critical patent/RU96105928A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2144048C1 publication Critical patent/RU2144048C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/08Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino-carboxylic acids
    • C08G69/14Lactams
    • C08G69/16Preparatory processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/04Preparatory processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyamides (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

Описывается способ непрерывного получения полиамидов из смеси по меньшей мере одного лактама и воды в полиамидобразующих условиях, при этом на первой стадии указанную смесь нагревают при давлении, при котором реакционная смесь является однофазной и жидкой, а на второй стадии подвергают адиабатическому сбросу давления и дальнейшей полимеризации, при этом на первой стадии используют смесь, содержащую 0,5 - 7 вес.% воды, указанную смесь нагревают до 220 - 310°С и полимеризуют до достижения конверсии, равной по меньшей мере 85%, после чего на второй стадии после адиабатического сброса давления при 215 - 300°С продолжают полимеризацию. Кроме того, описываются поликапролактам с молекулярным весом 3000-9000 г/моль (на основе содержания концевых групп), полученный на первой стадии вышеописанного способа при использовании в качестве лактама капролактама, а также поликапролактам с молекулярным весом 3000 - 14000 г/моль (на основе содержания концевых групп), полученный вышеописанным способом при использовании в качестве лактама капролактама. Кроме того, описывается способ получения высокомолекулярного поликапролактама путем поликонденсации низкомолекулярного поликапролактама, который заключается в том, что поликапролактам с вышеуказанным молекулярным весом подвергают газофазной экстракции и одновременно в твердой фазе дополнительной конденсации при термообработке или экстрагируют водой или метанолом и в твердой фазе подвергают дополнительной конденсации при нагревании. 5 с. и 7 з.п. ф-лы, 4 табл.

Description

Изобретение относится к технологии производства полиамидов, более конкретно к способу непрерывного получения полиамидов, способу получения высокомолекулярного поликапролактама и поликапролактаму с молекулярным весом 3000 - 14000 г/моль.
В заявке DE N 2443566 описан способ непрерывного получения полиамидов путем непрерывного перемещения смеси по меньшей мере одного лактама и 1 - 15 вес.% воды, а также, в случае необходимости, других полиамидобразующих компонентов, в котором смесь исходных веществ на первой стадии нагревают до температур от 210 до 330oC, на второй стадии смесь поликонденсации подвергают адиабатическому сбросу давления напряжения, после чего на дальнейших стадиях смесь полимеризуют до высокомолекулярных полиамидов, при этом
а) смесь исходных веществ на первой стадии при давлениях, находящихся свыше соответствующих давлений пара исходных веществ и предотвращающих образования паровой фазы, нагревают в течение 5 минут до 2 часов, предпочтительно 10 до 60 минут, до достижения конверсии, равной 70%, предпочтительно 80%;
б) давление смеси поликонденсации на второй стадии сбрасывают до давления, равного 1 - 11 бар, предпочтительно 1 - 6 бар, и непосредственно после этого на третьей стадии, предпочтительно вместе с образовавшимся во время сброса давления водяным паром при подводе тепла и испарении основного количества воды при указанном давлении или более низком давлении в течение меньше 10 минут, предпочтительно меньше 5 минут, реакционную смесь нагревают до температур от 250 до 350oC, предпочтительно от 260 до 280oC, и
в) смесь поликонденсации на четвертой стадии отделяют от водяного пара и на дальнейших стадиях полимеризуют до высокомолекулярных полиамидов.
Недостаток известного способа заключается в том, что вязкость расплава получаемого таким образом поликапролактама слишком высока. Высокая вязкость расплава, как правило, вызывает проблемы при подаче расплава и при отводе теплоты реакции. В связи с этими проблемами образуются, как правило, отложения на внутренних стенках производственного оборудования, что, между прочим, приводит к ухудшению качества получаемого продукта. Кроме того, обеспечиваемый известным способом выход на объем/время низок, а низкомолекулярный поликапролактам со степенью конверсии свыше 85% не доступный.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения полиамидов, не обладающего вышеуказанными недостатками известного способа.
Поставленная задача решается предлагаемым способом непрерывного получения полиамидов из смеси по меньшей мере одного лактама и воды в полиамидобразующих условиях, при этом на первой стадии указанную смесь нагревают при давлении, при котором реакционная смесь является однофазной и жидкой, а на второй стадии подвергают адиабатическому сбросу давления и дальнейшей полимеризации, за счет того, что на первой стадии используют смесь, содержащую 0,5 - 7 вес.% воды, указанную смесь нагревают до температуры 220 - 310oC и полимеризуют до достижения конверсии, равной по меньшей мере 85%, после чего на второй стадии после адиабатического сброса давления при температуре 215 - 300oC продолжают полимеризацию.
Применяемая в предлагаемом способе смесь может дополнительно содержать дикарбоновые кислоты, диамины или их смеси и/или целевые добавки.
В качестве лактама можно применять, например, капролактам, энантлактам, каприллактам и лауриллактам и их смеси, предпочтительно капролактам.
В качестве дикарбоновых кислот пригодны, например, алкандикарбоновые кислоты с 6-12 атомами углерода, в частности с 6-10 атомами углерода, такие, как, например, адипиновая кислота, пимелиновая кислота, пробковая кислота, азелаиновая кислота или себациновая кислота, а также терефталевая кислота и изофталевая кислота, в качестве диаминов, например, алкилдиамины с 4-12 атомами углерода, в частности с 4-8 атомами углерода, такие, как, например, гексаметилендиамин, тетраметилендиамин или октаметилендиамин, кроме того м-ксилилендиамин, бис-(4- аминофенил)метан, бис-(4-амино-фенил)-пропан-2,2 или бис-(4- аминоциклогексил)метан, смеси дикарбоновых кислот любого состава, смеси диаминов любого состава и смеси дикарбоновых кислот и диаминов, предпочтительно в эквивалентном соотношении, например, в случае смесей, содержащих гексаметилендиаммонийадипат, гексаметилен-диаммонийтерефталат или тетраметилендиаммонийадипат, предпочтительно гексаметилендиаммонийадипат и гексаметилендиаммонийтерефталат, в количествах от 0 до 60%, предпочтительно от 10 до 50%, от веса исходных компонентов. Особенное техническое значение имеют поликапролактам и полиамиды, состоящие из капролактама, гексаметилендиамина, а также адипиновой кислоты, изофталевой кислоты и/или терефталевой кислоты.
Согласно предпочтительной форме осуществления предлагаемого способа применяют капролактам и гексаметилендиаммонийадипат (так называемую соль АГ), при этом соль АГ применяют в виде водного раствора. Обычно применяют капролактам и гексаметилендиаммонийадипат в молярном соотношении в диапазоне от 99,95 : 0,05 до 80 : 20, предпочтительно от 95 : 5 до 85 : 15.
В качестве целевых добавок можно назвать, например, пигменты, такие, как, например, двуокись титана, двуокись кремния или тальк, регуляторы роста цепи, такие, как, например, алифатические и ароматические карбоновые и дикарбоновые кислоты, такие, как, например, пропионовая кислота или терефталевая кислота, стабилизаторы, такие, как, например, галогениды меди (I) и галогениды щелочного металла, затравочные вещества, такие, как, например, силикат магния или нитрид бора, катализаторы, такие, как, например, фосфористая кислота, а также антиокислители в количестве от 0 до 5%, предпочтительно от 0,05 до 1%, от веса исходных компонентов. Целевые добавки добавляют, как правило, перед гранулированием и перед, во время или после, предпочтительно после, полимеризации.
Предлагаемый способ осуществляют, как правило, таким образом, что смесь лактама и 0,5-7 вес.%, предпочтительно 1 - 4,5 вес.%, особенно предпочтительно 2 - 3 вес.%, воды, целесообразно предварительно нагретой до температуры 75 - 90oC, подают в реактор, при этом реакционную смесь нагревают до температуры 220 - 310oC, предпочтительно 240 - 290oC.
Реактор преимущественно оснащен встроенными элементами, такими, как, например, упорядоченные смесительные элементы (так называемые насадки Зульцера) или же неупорядоченные смесительные элементы, такие, как, например, насадки (например, кольца Рашига, шарики или кольца Паля). Эти элементы должны обеспечивать минимальную продолжительность пребывания мономеров в расплаве (далее: время реакции), обеспечивающую высокую конверсию. Кроме того, они позволяют в основном предотвращать образование зон, в которых подача расплава не происходит или лишь в незначительной степени (так называемые "мертвые зоны"), и эффект обратного смешивания.
Как уже указывалось выше, давление реакции выбирают согласно изобретению так, что реакционная смесь является однофазной и жидкой. Это позволяет предотвратить образование газовых "подушек", вызывающих пульсацию потока, что обуславливало бы эффект обратного смешивания и неравномерную полимеризацию. При этом давление, как правило, составляет 5 - 30 бар, предпочтительно 8 - 18 бар (абсолютно).
Время реакции, в основном зависящее от температуры, давления и содержания воды реакционной смеси, согласно изобретению составляет от 2 до 4 часов, предпочтительно от 2 до 2,5 часов. При времени реакции меньше 2 часов и содержании воды меньше 1 вес.% достигаемая конверсия в общем составляет только меньше 86%. Время реакции свыше 4 часов в общем приводит к плохим выходам на объем/время, что, к тому же, требует применения больших по размеру и технически более сложных реакторов.
При применении капролактама после первой стадии предлагаемого способа обычно получают поликапролактам с молекулярным весом в диапазоне от 3000 до 9000, предпочтительно от 5000 до 6700 г/моль. При этом общая концентрация концевых групп в общем составляет 220 - 670, предпочтительно 300 - 400 ммоль/кг, вязкость расплава равна 100 - 10000, предпочтительно 200 - 4000 мПа•сек (при 270oC). Данный поликапролактам является дополнительным объектом изобретения.
Конверсия (рассчитанная по содержанию экстракта, причем
конверсия = 100 - содержание экстракта)
согласно изобретению составляет по меньшей мере 85%, предпочтительно ≥ 87%, особенно предпочтительно ≥ 89%.
Согласно изобретению находящуюся под давлением реакционную смесь на второй стадии подвергают адиабатическому сбросу давления, при котором необходимое для испарения тепло подводят не снаружи, причем давление на второй стадии составляет, как правило, от 0,1 мбар до 1,1 бар, предпочтительно от 500 до 1050 мбар. При этом реакционная смесь с первой стадии в общем охлаждается до температур в пределах от 215 до 300oC, предпочтительно от 235 до 265oC.
Кроме того, с помощью водяного пара целесообразно удаляют летучие компоненты, как, например, применяемый лактам и дополнительные полиамидофазующие компоненты, а также их улетучивающиеся вместе с водяным паром олигомеры на второй стадии. Согласно дальнейшей предпочтительной форме осуществления изобретения летучие компоненты непрерывно количественно возвращают в процесс, то есть предпочтительно на первую стадию.
Время реакции на второй стадии в общем составляет 2 - 60 минут, предпочтительно 3 - 30 минут.
При применении капролактама после второй стадии предлагаемого способа обычно получают поликапролактам с молекулярным весом в диапазоне от 3000 до 14000, предпочтительно от 6000 до 12000 г/моль. При этом общая концентрация концевых групп в общем составляет 140 - 670, предпочтительно 170 - 330 ммоль/кг, вязкость расплава равна 100 - 10000, предпочтительно 200 - 4000 мПа•сек (при 270oC). Данный поликапролактам является дальнейшим объектом изобретения.
Как правило, после второй стадии получают поликапролактам, который можно превращать в куски по стандартным методам, например, путем выпуска полимера в профилированном виде с последующим охлаждением за счет пропускания через водяную ванну и гранулированием.
Согласно изобретению на обеих стадиях процесса осуществляется оптимальное использование теплоты реакции. В качестве примера можно назвать использование высвобождающейся теплоты реакции при нагревании смеси на первой стадии и отказ от обычно требуемого подвода тепла на второй стадии процесса. К тому же, из-за относительно низкого молекулярного веса и одновременно высокой общей концентрации концевых групп получаемые согласно изобретению полимеры обладают высокой реакционноспособностью, имеющейся в распоряжении при дальнейшей переработке. Примерами такой переработки являются связывание предлагаемого полиамида с наполнителями, как, например, стекловолокнами, и другими добавками и получение блок- сополимеров путем смешивания в расплавленном состоянии с дальнейшими полимерами.
Получаемый предлагаемым способом низкомолекулярный поликапролактам можно переводить в высокомолекулярный поликапролактам за счет того, что поликапролактам с молекулярным весом 3000 - 9000 г/моль или 3000 - 14000 г/моль либо подвергают газофазной экстракции и одновременно в твердой фазе дополнительной конденсации при термообработке либо экстрагируют водой или метанолом и в твердой фазе подвергают дополнительной конденсации при нагревании.
В случае обоих вышеуказанных вариантов получения высокомолекулярного поликапролактама получают целевой продукт с коэффициентом вязкости, составляющей, как правило, от 140 до 350 мл/г.
Благодаря тому, что экстракции подвергают низкомолекулярный полиамид - а не высокомолекулярный полиамид, как согласно прототипу - достигается значительное сокращение времени экстракции, а также общего времени получения полиамидов и, таким образом, высокий выход на объем/время.
Примеры
Определение концевых карбоксильных групп осуществляли путем ацидиметрического титрования (двойное определение). Для этого сначала определяли слепое значение и фактор, потом повторяли определение с применением испытуемого полиамида, на основе которого определяли содержание концевых групп.
Для определения слепого значения 30 мл дистиллированного бензилового спирта нагревали с обратным холодильником в течение 15 минут на нагревательной плите с добавкой нескольких стеклянных выварочных шариков, после чего добавляли 6 капель индикатора (50 мг крезолового красного, растворенного в 50 мл чистого для анализа н-пропанола) и в горячем состоянии титровали с помощью титрованного раствора (смесь 80 мл 0,5-м. метанольного раствора гидроокиси калия и 860 мл н-пропанола, доведенная гексанолом до 2000 мл) до изменения цвета (от желтого до серого).
Для определения фактора испытание повторяли с той лишь разницей, что к бензиловому спирту добавляли 0,015 г гексаметилендиаммонийадипата. Фактор вычисляли по навеске гексаметилендиаммонийадипата: [расход - слепое значение: 131.2].
Для определения проб испытание повторяли с применением 0,5 г испытуемого полиамида.
По уравнению [расход - слепое значение]•фактор: навеска вычислялось содержание концевых карбоксильных групп в ммоль/кг.
Определение концевых аминогрупп осуществляли путем ацидиметрического титрования (двойное определение). Для этого сначала определяли слепое значение и фактор, потом повторяли определение с применением испытуемого полиамида, на основе которого определяли содержание концевых групп.
Для определения слепого значения 25 мл смеси растворителей (1000 г чистого для анализа фенола, 540 г чистого для анализа метанола и 1 мл 0,1-м. метанольного раствора гидроокиси калия) нагревали с обратным холодильником при температуре 150 - 160oC на магнитной смесительной плите в течение 25 минут. После охлаждения смеси до температуры, которую терпит рука, к смеси растворителей добавляли 2 капли индикатора (смесь 0,1 г бензилового оранжевого и 10 мл чистого для анализа метанола, доведенная этиленгликолем до 100 мл, + смесь 500 мг метиленового синего и 5 мл чистого для анализа метанола, доведенная этиленгликолем до 50 мл) и с помощью титрованного раствора (смесь 3,44 мл 70 вес.%-ной хлорной кислоты и 200 мл чистого для анализа метанола, доведенная этиленгликолем до 2000 мл) титровали до изменения цвета (от зеленого до серого).
Для определения фактора испытание повторяли с той лишь разницей, что вместо чистой смеси растворителей применяли 25 мл раствора 0,16 г высушенного гексаметилендиаммонийадипата в 500 мл смеси растворителей. Фактор вычисляли по навеске гексаметилендиаммонийадипата: [расход - слепое значение: 131.2].
Для определения проб испытание повторяли с применением 0,5 г испытуемого полиамида, растворенного в 25 мл смеси указанных растворителей.
По уравнению [расход - слепое значение]•фактор: навеска вычислялось содержание концевых аминогрупп в ммоль/кг.
Вязкость расплава определяли в ротационном вискозиметре (типа Haake RV2) при 270oC.
Молекулярный вес (МВ) определяли на основе содержания концевых групп (в ммоль/кг) по уравнению
Figure 00000001

Вязкость раствора обозначается коэффициентом вязкости (KB), указывающим на относительное повышение вязкости растворителя добавлением 0,1 до 1,0 г/100 мл растворенного полимера, деленное на концентрацию в г/100 мл. Коэффициент вязкости увеличивается по мере повышения степени полимеризации.
Figure 00000002

где
Figure 00000003
соотношение вязкости,
η - вязкость раствора полимера определенной концентрации;
ηo - вязкость растворителя.
Вязкость раствора определяли при температуре 25oC.
Для определения содержания экстракта 10 г соответствующего полиамида в 150 мл метанола нагревали с обратным холодильником в течение 16 часов.
Затем еще горячую пробу (около 50 - 60oC) с помощью складчатого фильтра освобождали от твердых веществ, при этом остаток на фильтре три раза промывали метанолом, взятым в количестве по 25 мл. Фильтрат подавали в имеющую несколько стеклянных выварочных шариков, аналитически взвешенную плоскодонную колбу и упаривали на масляной бане при максимальной температуре бани, равной 110oC. После интенсивной внешней очистки колбы оставшийся в колбе экстракт освобождали от еще прилипшего метанола в вакуумном сушильном шкафу в течение 2 часов при 60oC в вакууме водоструйного насоса (20 - 30 торр). Затем экстракт охлаждали в эксикаторе и подвергали аналитическому взвешиванию.
Пример 1
При давлении 1050 мбар 20,4 л/час имеющего температуру 80oC расплава капролактама с водосодержанием 2 вес.% с помощью насоса подавали в атмосфере азота из обогреваемого сборника в обогреваемый теплообменник с рабочей площадью 6 м2 и температурой на входе, равной 270oC, в котором его нагревали до 260oC в течение 2 минут. Давление на напорной стороне насоса составляло 15 бар; приток являлся однофазным и жидким.
Исходный раствор непрерывно с помощью насоса пропускали через цилиндрическую трубу длиной 5000 мм и внутренним диаметром 130 мм, наполненную кольцами Рашига диаметром 5 мм с перемычкой, при этом среднее время пребывания раствора в трубе составляло 2,5 часа.
Цилиндрическую трубу обогревали до 270oC с помощью масла в качестве теплоносителя. Температура продукта на конце трубы составляла 270oC. Давление, при котором реакционная смесь еще являлась однофазной и жидкой, составляло 10 бар. Продукт, который под давлением отбирался в конце цилиндрической трубы, имел следующую характеристику:
Коэффициент вязкости (определенный в качестве 0,55 вес.%-ного раствора в 96 вес.%-ной серной кислоте) = 57 мл/г; содержание концевых кислотных групп = 157 ммоль/кг; содержание концевых аминогрупп = 155 ммоль/кг; содержание экстракта = 10,5%; вязкость расплава (однофазного и жидкого под давлением при 270oC, определенная с помощью ротационного вискозиметра) = 280 мПа•сек.
Через регулировочный клапан реакционную смесь непрерывно подавали в обогреваемый сепаратор с одновременным сбросом давления до атмосферного. При этом реакционная смесь становилась двухфазной и температура снизилась на 8oC до 262oC путем адиабатического испарения воды.
В кубе сепаратора получали плавкий преполимер со следующей характеристикой:
Коэффициент вязкости (определенный в качестве 0,55 вес.%-ного раствора в 96 вес.%-ной серной кислоте) = 81 мл/г; содержание концевых кислотных групп = 99 ммоль/кг; содержание концевых аминогрупп = 102 ммоль/кг; содержание экстракта = 9,7%; вязкость расплава (270oC) = 350 мПа•сек.
Газообразные вторичные пары состояли из 70 вес.% воды и 30 вес.% улетучивающихся вместе с водяным паром компонентов (определение состава осуществляли путем определения показателя преломления лактама в конденсате вторичного пара при 25oC, при этом за основу взяли градуировочную кривую, составленную с учетом различных соотношений капролактама и воды) и отводились из головной части сепаратора, сжижались в конденсаторе, после чего их возвращали в процесс.
После 5-минутного пребывания в сепараторе преполимер с помощью насоса непрерывно отводили из сепаратора и через сопло подавали в профилированном виде в водяную ванну, где его затвердевали и гранулировали. Полученный таким образом преполимер аналогично уровню техники (см. заявку ГДР N 206999) подвергали противоточной экстракции водой и подвергали термообработке до достижения молекулярного веса, равного 28500 г/моль.
Пример 2
При давлении 1050 мбар 20,4 л/час имеющего температуру 80oC расплава капролактама с водосодержанием 2 вес.% с помощью насоса подавали в атмосфере азота из обогреваемого сборника в обогреваемый теплообменник с рабочей площадью 6 м2 и температурой на входе, равной 270oC, в котором его нагревали до 260oC в течение 2 минут. Давление на напорной стороне насоса составляло 15 бар; приток являлся однофазным и жидким.
Исходный раствор непрерывно с помощью насоса пропускали через цилиндрическую трубу длиной 5000 мм и внутренним диаметром 130 мм, наполненную кольцами Рашига диаметром 5 мм с перемычкой, при этом среднее время пребывания раствора в трубе составляло 2,5 часа.
Цилиндрическую трубу обогревали до 270oC с помощью масла в качестве теплоносителя. Температура продукта на конце трубы составляла 270oC. Давление, при котором реакционная смесь еще являлась однофазной и жидкой, составляло 10 бар. Продукт, который под давлением отбирался в конце цилиндрической трубы, имел следующую характеристику:
Коэффициент вязкости (определенный в качестве 0,55 вес.%-ного раствора в 96 вес.%-ной серной кислоте) = 53 мл/г; содержание концевых кислотных групп = 166 ммоль/кг; содержание концевых аминогрупп = 166 ммоль/кг; содержание экстракта = 10,3%; вязкость расплава (однофазного и жидкого под давлением при 270oC) = 260 мПа•сек.
Через регулировочный клапан реакционную смесь непрерывно подают в обогреваемый сепаратор с одновременным сбросом давления до атмосферного. При этом реакционная смесь становилась двухфазной. В этот момент через трубу изотермически (270oC) подавали перегретый водяной пар в расплав, при этом капролактам и дальнейшие улетучивающиеся вместе с водяным паром компоненты, как часть олигомеров капролактама, уносились вместе с паром.
В кубе сепаратора получали плавкий преполимер со следующей характеристикой:
Коэффициент вязкости (определенный в качестве 0,55 вес.%-ного раствора в 96 вес.%-ной серной кислоте) = 91 мл/г; содержание концевых аминогрупп = 95 ммоль/кг; содержание экстракта = 4,8%.
Газообразные вторичные пары состояли из 80 вес.% воды и 20 вес.% улетучивающихся вместе с водяным паром компонентов, отводились из головной части сепаратора и разделялись в колонне. Продукт куба колонны использовали для приготовления исходной смеси, а головной продукт после нагревания до 270oC возвращался на вторую стадию процесса.
Преполимер с помощью насоса непрерывно отводили из сепаратора и через сопло подавали в профилированном виде в водяную ванну, где его затвердевали и гранулировали. Полученный таким образом преполимер аналогично уровню техники (см. заявку ГДР N 206 999) подвергали противоточной экстракции водой и подвергали термообработке до достижения молекулярного веса, равного 33500 г/моль (коэффициент вязкости (определенный в качестве 0,55 вес.%-ного раствора в 96 вес.%-ной серной кислоте) = 250 мл/г, общая концентрация концевых групп = 60 ммоль/кг).
Пример 3
При давлении 1050 мбар 20,4 л/час имеющего температуру 80oC расплава капролактама с водосодержанием 2 вес.% с помощью насоса подавали в атмосфере азота из обогреваемого сборника в обогреваемый теплообменник с рабочей площадью 6 м2 и температурой на входе, равной 270oC, в котором его нагревают до 260oC в течение 2 минут. Давление на напорной стороне насоса составляло 15 бар; приток являлся однофазным и жидким.
Исходный раствор непрерывно с помощью насоса пропускали через цилиндрическую трубу длиной 5000 мм и внутренним диаметром 130 мм, наполненную кольцами Рашига диаметром 5 мм с перемычкой, при этом среднее время пребывания раствора в трубе составляло 2,5 часа.
Цилиндрическую трубу обогревали до 270oC с помощью масла в качестве теплоносителя. Температура продукта на конце трубы составляла 270oC. Давление, при котором реакционная смесь еще являлась однофазной и жидкой, составляло 10 бар. Продукт, который под давлением отбирался в конце цилиндрической трубы, имел следующую характеристику:
Коэффициент вязкости (определенный в качестве 0,55 вес.%-ного раствора в 96 вес.%-ной серной кислоте) = 55 мл/г; содержание концевых кислотных групп = 162 ммоль/кг; содержание концевых аминогрупп = 158 ммоль/кг; содержание экстракта = 10,4%; вязкость расплава (однофазного и жидкого под давлением при 270oC) = 280 мПа•сек.
Через регулировочный клапан реакционную смесь непрерывно подают в обогреваемый сепаратор с одновременным сбросом давления до 90 мбар. При этом реакционная смесь становилась двухфазной и температура снизилась на 12oC до 258oC путем адиабатического испарения воды.
В кубе сепаратора получали плавкий преполимер со следующей характеристикой:
Коэффициент вязкости (определенный в качестве 0,55 вес.%-ного раствора в 96 вес.%-ной серной кислоте) = 75 мл/г; содержание концевых кислотных групп = 117 ммоль/кг; содержание концевых аминогрупп = 121 ммоль/кг; содержание экстракта = 2,5%.
Газообразные вторичные пары состояли из 42 вес.% воды и 58 вес.% улетучивающихся вместе с водяным паром компонентов, отводились из головной части сепаратора, сжижались в конденсаторе и использовали для приготовления исходной смеси.
Преполимер с помощью насоса непрерывно отводили из сепаратора и через сопло подавали в профилированном виде в водяную ванну, где его затвердевали и гранулировали. Полученный таким образом преполимер аналогично уровню техники (см. заявку ГДР N 206 999) подвергали противоточной экстракции водой и подвергали термообработке до достижения коэффициента вязкости, равного 192 мл/г.
Пример 4 - Экстракция метанолом
10 г низкомолекулярного поликапролактама (А) (получаемого аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что 0,15% от веса мономеров пропионовой кислоты добавляли к смеси мономеров) и 10 г высокомолекулярного поликапролактама (Б) (получаемого в трубе в результате взаимодействия капролактама с 0,5 вес.% воды в течение 13 часов, при этом головная температура составляла 259oC, а температура трубы - 260 до 280oC) в 150 мл метанола нагревали с обратным холодильником в течение определенного периода времени (см. табл. 1 и 2).
Еще теплую пробу (около 50 - 60oC) с помощью складчатого фильтра освобождали от твердых веществ, при этом остаток на фильтре три раза промывали метанолом, взятым в количестве по 25 мл. Фильтрат подавали в аналитически взвешенную плоскодонную колбу, имеющую несколько стеклянных выварочных шариков, и упаривали на масляной бане при максимальной температуре бани 110oC. После интенсивной внешней чистки колбы оставшийся в колбе экстракт освобождали от прилипшего метанола в вакуумном сушильном шкафу в течение 2 часов при 60oC в вакууме водоструйного насоса (20 - 30 торр). Затем экстракт охлаждали в эксикаторе и подвергали аналитическому взвешиванию.
Время экстракции низкомолекулярной пробы А до достижения постоянного конечного значения составляло 6 - 7 часов, а в случае экстракции пробы Б - 20 часов.
Пример 5
Экстракция водой
Повторяли пример 4 с той лишь разницей, что вместо метанола в качестве экстрагента использовали воду.
Время экстракции низкомолекулярной пробы А до достижения постоянного конечного значения составляло 6 - 7 часов, а в случае экстракции пробы Б - 20 часов ( см. табл. 3 и 4).

Claims (12)

1. Способ непрерывного получения полиамидов из смеси по меньшей мере одного лактама и воды в полиамидообразующих условиях, при этом на первой стадии указанную смесь нагревают при давлении, при котором реакционная смесь является однофазной и жидкой, а на второй стадии подвергают адиабатическому сбросу давления и дальнейшей полимеризации, отличающийся тем, что на первой стадии используют смесь, содержащую 0,5 - 7 вес.% воды, указанную смесь нагревают до 220 - 310oC и полимеризуют до достижения конверсии, равной по меньшей мере 85%, после чего на второй стадии после адиабатического сброса давления при 215 - 300oC продолжают полимеризацию.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют смесь, которая дополнительно содержит дикарбоновые кислоты, диамины или их смеси.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют смесь, которая дополнительно содержит дикарбоновые кислоты, диамины или их смеси и целевые добавки.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют смесь, которая дополнительно содержит целевые добавки.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первой стадии время реакции составляет от 2 до 4 ч.
6. Способ по п. 1 или 5, отличающийся тем, что после второй стадии расплав переводят в твердую фазу и улетучивающиеся компоненты возвращают на первую стадию.
7. Способ по пп.1 - 6, отличающийся тем, что находящуюся под давлением реакционную смесь из первой стадии на второй стадии подвергают сбросу давления до достижения 0,1 мбар-1,1 бар.
8. Способ по пп.1 - 7, отличающийся тем, что температура на второй стадии на 5 - 20oC ниже, чем на первой стадии.
9. Поликапролактам с молекулярным весом 3000 - 9000 г/моль (на основе содержания концевых групп), полученный на первой стадии способа по п.1, при использовании в качестве лактама капролактама.
10. Поликапролактам с молекулярным весом 3000 - 14000 г/моль (на основе содержания концевых групп), полученный способом по п.1 при использовании в качестве лактама капролактама.
11. Способ получения высокомолекулярного поликапролактама путем поликонденсации низкомолекулярного поликапролактама, отличающийся тем, что поликапролактам по п.9 или 10 подвергают газофазной экстракции и одновременно в твердой фазе дополнительной конденсации при термообработке.
12. Способ получения высокомолекулярного поликапролактама путем поликонденсации низкомолекулярного поликапролактама, отличающийся тем, что поликапролактам по п. 9 и 10 экстрагируют водой или метанолом и в твердой фазе подвергают дополнительной конденсации при нагревании.
RU96105928A 1993-06-30 1994-06-20 Способ непрерывного получения полиамидов, способ получения высокомолекулярного поликапролактама и поликапролактам с молекулярным весом 3000-14000 г/моль RU2144048C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEP4321683.8 1993-06-30
DE4321683A DE4321683A1 (de) 1993-06-30 1993-06-30 Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von niedermolekularen Polyamiden
PCT/EP1994/001998 WO1995001389A1 (de) 1993-06-30 1994-06-20 Verfahren zum kontinuierlichen herstellen von niedermolekularen polyamiden

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96105928A RU96105928A (ru) 1998-03-27
RU2144048C1 true RU2144048C1 (ru) 2000-01-10

Family

ID=6491555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96105928A RU2144048C1 (ru) 1993-06-30 1994-06-20 Способ непрерывного получения полиамидов, способ получения высокомолекулярного поликапролактама и поликапролактам с молекулярным весом 3000-14000 г/моль

Country Status (14)

Country Link
US (1) US5674973A (ru)
EP (1) EP0706538B1 (ru)
JP (1) JP3459067B2 (ru)
CN (1) CN1058975C (ru)
AT (1) ATE177445T1 (ru)
AU (1) AU7186594A (ru)
CA (1) CA2166314C (ru)
CZ (1) CZ287624B6 (ru)
DE (2) DE4321683A1 (ru)
ES (1) ES2128571T3 (ru)
PL (1) PL177545B1 (ru)
RU (1) RU2144048C1 (ru)
TW (1) TW350855B (ru)
WO (1) WO1995001389A1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2451036C2 (ru) * 2007-03-27 2012-05-20 Родиа Операсьон Способ получения полиамида
EA017493B1 (ru) * 2008-08-19 2012-12-28 Лурги Циммер Гмбх Непрерывный способ экстракции мономерного капролактама
RU2605694C1 (ru) * 2016-01-11 2016-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Способ регенерации экстракционной воды в производстве полиамида-6
RU2814244C1 (ru) * 2023-02-20 2024-02-28 Общество с ограниченной ответственностью "Поликом" Способ получения полиамида-6

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19531989A1 (de) * 1995-08-30 1997-05-15 Polymer Eng Gmbh Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines dimerarmen Polyamid 6
FR2768741B1 (fr) * 1997-09-25 1999-11-12 Atochem Elf Sa Procede de fabrication de polyamides
DE19752181A1 (de) 1997-11-25 1999-05-27 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Polyamiden
DE19801267B4 (de) * 1998-01-15 2005-03-24 Inventa-Fischer Gmbh Verfahren zur Herstellung von PA-6 Granulat und dessen Verwendung
DE19808489A1 (de) 1998-02-27 1999-09-02 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Polymermischungen aus Aminonitrilen und thermoplastischen Polymeren
US6069228A (en) * 1998-08-17 2000-05-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for preparing polyamides
JP2000129119A (ja) * 1998-10-21 2000-05-09 Asahi Chem Ind Co Ltd ポリアミド樹脂組成物
FR2794465B1 (fr) * 1999-05-21 2001-08-24 Atofina Polyamides hydrodispersibles a insaturations ethyleniques aux extremites
DE19957663A1 (de) * 1999-11-30 2001-05-31 Basf Ag Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Copolyamiden, die auf einem Lactam (I), einem Diamin (II) und einer Dicarbonsäure (III) basieren
DE10033544A1 (de) * 2000-07-11 2002-01-24 Basf Ag Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Polyamiden aus Aminonitrilen
US6476181B1 (en) * 2001-06-01 2002-11-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Increased volatile removal during solid phase processing of nylon 6 by temperature programming
US8022170B2 (en) 2002-12-17 2011-09-20 Ems-Chemie Ag Copolyamides
DE10259048B4 (de) 2002-12-17 2007-05-24 Ems-Chemie Ag Copolyamide
BRPI0709627A2 (pt) 2006-03-22 2011-07-26 Basf Se processo e dispositivo para a granulaÇço de massas fundidas polimÉricas
WO2007107584A2 (de) 2006-03-22 2007-09-27 Basf Se Verfahren zur granulierung von leichtsiederhaltigen polymerschmelzen
ATE492584T1 (de) 2006-10-24 2011-01-15 Basf Se Verwendung von wendelrohrverdampfern bei der herstellung von polyamiden
US8268956B2 (en) * 2006-12-08 2012-09-18 Ems-Chemie Ag Transparent mold made of a polyamide molding material
EP2060607B2 (de) * 2007-11-16 2019-11-27 Ems-Patent Ag Gefüllte Polyamidformmassen
WO2010066769A2 (de) 2008-12-12 2010-06-17 Basf Se Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von copolyamiden aus lactamen und salzen aus diaminen und dicarbonsäuren
US20100227973A1 (en) * 2009-03-06 2010-09-09 Honeywell International Inc. Low viscosity polyamides
PL2365033T3 (pl) 2010-03-12 2013-12-31 Ems Patent Ag Poliamidowa masa do formowania o modyfikowanej udarności oraz wytworzony z niej zbiornik
EP2412757B1 (de) 2010-07-30 2013-11-13 Ems-Patent Ag Polyamidformmasse zur Herstellung von Formkörpern mit einer Weichgriffoberfläche sowie entsprechende Formkörper
SI2535365T1 (sl) 2011-06-17 2014-02-28 Ems-Patent Ag Delno aromatične oblikovalne mase in njihova uporaba
AR088912A1 (es) 2011-11-21 2014-07-16 Basf Se Procedimiento para preparar poliamidas a partir de los correspondientes monomeros y/o prepolimeros
US8629237B2 (en) 2011-11-21 2014-01-14 Basf Se Simplified production of nylon-6
EP2666803B1 (de) 2012-05-23 2018-09-05 Ems-Patent Ag Kratzfeste, transparente und zähe Copolyamidformmassen, hieraus hergestellte Formkörper und deren Verwendung
EP2716716B1 (de) 2012-10-02 2018-04-18 Ems-Patent Ag Polyamid-Formmassen und deren Verwendung bei der Herstellung von Formkörpern
EP2725051B1 (de) * 2012-10-23 2015-03-11 Uhde Inventa-Fischer GmbH Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Polyamid 6 und Vorrichtungen hierzu
EP2746339B1 (de) 2012-12-18 2014-11-12 Ems-Patent Ag Polyamid-Formmasse und hieraus hergestellte Formkörper
SI2764912T1 (en) 2013-02-08 2018-06-29 Uhde Inventa-Fischer Gmbh A vertical condensing tube reactor and a polymerization process for polyamides in such a reactor
EP2778190B1 (de) 2013-03-15 2015-07-15 Ems-Patent Ag Polyamidformmasse sowie hieraus hergestellter Formkörper
CN107778477B (zh) * 2016-08-30 2020-05-12 江苏瑞美福实业有限公司 一种低分子量聚己内酰胺的制备方法
WO2018200283A1 (en) 2017-04-25 2018-11-01 Advansix Resins & Chemicals Llc Semi-aromatic copolyamides based on caprolactam
CN111269412B (zh) * 2020-02-14 2020-12-22 东华大学 一种回收利用己内酰胺的方法
RU2767395C1 (ru) * 2020-09-11 2022-03-17 Акционерное общество "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (АО "ГНИИХТЭОС") Способ получения сополиамидов

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1495149B2 (de) * 1963-10-26 1970-04-09 Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG, 67OO Ludwigshafen Verfahren zur Herstellung von PoIylaurinlactam
US3565866A (en) * 1964-09-17 1971-02-23 Basf Ag Continuous polymerization of lactams
DD113681A1 (ru) * 1974-09-05 1975-06-12
DE2443566A1 (de) * 1974-09-12 1976-04-01 Basf Ag Verfahren zum kontinuierlichen herstellen von polyamiden
DE3710803A1 (de) * 1987-03-31 1988-10-20 Basf Ag Verfahren zur entfernung von caprolactam und dessen oligomeren aus solches enthaltendem polyamidgranulat
JP2530780B2 (ja) * 1991-08-22 1996-09-04 宇部興産株式会社 ラウロラクタムの連続重合方法及びその装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2451036C2 (ru) * 2007-03-27 2012-05-20 Родиа Операсьон Способ получения полиамида
EA017493B1 (ru) * 2008-08-19 2012-12-28 Лурги Циммер Гмбх Непрерывный способ экстракции мономерного капролактама
RU2605694C1 (ru) * 2016-01-11 2016-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Способ регенерации экстракционной воды в производстве полиамида-6
RU2814244C1 (ru) * 2023-02-20 2024-02-28 Общество с ограниченной ответственностью "Поликом" Способ получения полиамида-6

Also Published As

Publication number Publication date
PL312297A1 (en) 1996-04-15
EP0706538A1 (de) 1996-04-17
CZ287624B6 (en) 2001-01-17
DE4321683A1 (de) 1995-01-12
ATE177445T1 (de) 1999-03-15
AU7186594A (en) 1995-01-24
CA2166314C (en) 2004-05-18
JPH08512070A (ja) 1996-12-17
EP0706538B1 (de) 1999-03-10
DE59407928D1 (de) 1999-04-15
CN1126482A (zh) 1996-07-10
CN1058975C (zh) 2000-11-29
CA2166314A1 (en) 1995-01-12
PL177545B1 (pl) 1999-12-31
CZ342995A3 (en) 1996-03-13
TW350855B (en) 1999-01-21
JP3459067B2 (ja) 2003-10-20
ES2128571T3 (es) 1999-05-16
WO1995001389A1 (de) 1995-01-12
US5674973A (en) 1997-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2144048C1 (ru) Способ непрерывного получения полиамидов, способ получения высокомолекулярного поликапролактама и поликапролактам с молекулярным весом 3000-14000 г/моль
EP0039524A1 (en) Preparation of polytetramethylene adipamide
KR101444965B1 (ko) 폴리아미드의 제조를 위한 코일형 관 증발기의 용도
KR101672066B1 (ko) 락탐 및 디아민과 디카르복실산의 염으로부터 코폴리아미드의 연속 제조 방법
US4539391A (en) Continuous hydrolytic preparation of polylactams
CN105026461A (zh) 通过水解聚合、后聚合和随后的萃取制备聚酰胺的方法
AU745310B2 (en) Process for preparing polyamides
US6429279B1 (en) Preparation of polyamides
US5306804A (en) Discontinuous process for the production of a polyamide-6,6
KR100605419B1 (ko) 락탐 및 폴리아미드 추출물로부터 폴리아미드의 제조 방법
US3502624A (en) Preparation of diamine-dicarboxylic acid salts for polycarbonamides
CN105189608A (zh) 通过水解聚合和多次萃取制备聚酰胺
KR100229952B1 (ko) 폴리테트라 메틸렌 아디프아미드의 제조방법
KR101813400B1 (ko) 폴리아미드 수지 제조방법
MXPA00004996A (en) Polyamide production process
MXPA02004098A (es) Procedimiento para la obtencion continua de copoliamidas, que se basan en una lactama (i), una diamina (ii) y un acido dicarboxilico (iii).

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060621