CS252209B1 - A method for the non-waste preparation of a non-toxic activator for anionic lactam polymerization - Google Patents

A method for the non-waste preparation of a non-toxic activator for anionic lactam polymerization Download PDF

Info

Publication number
CS252209B1
CS252209B1 CS853931A CS393185A CS252209B1 CS 252209 B1 CS252209 B1 CS 252209B1 CS 853931 A CS853931 A CS 853931A CS 393185 A CS393185 A CS 393185A CS 252209 B1 CS252209 B1 CS 252209B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
lactams
activator
toxic
waste
activators
Prior art date
Application number
CS853931A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS393185A1 (en
Inventor
Zbynek Bukac
Jan Sebenda
Vladimir Kubanek
Original Assignee
Zbynek Bukac
Jan Sebenda
Vladimir Kubanek
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 Zbynek Bukac, Jan Sebenda, Vladimir Kubanek filed Critical Zbynek Bukac
Priority to CS853931A priority Critical patent/CS252209B1/en
Publication of CS393185A1 publication Critical patent/CS393185A1/en
Publication of CS252209B1 publication Critical patent/CS252209B1/en

Links

Landscapes

  • Polyamides (AREA)

Abstract

Způsob výroby netoxických aktivátorů aniontové polymerace laktamů z vícefunkčních isokyanátů bezodpadovým způsobem. Aktivátory se připraví reakcí vícefunkčních isokyanátů s laktamy v organickém rozpouštědle při poměru molárních ekvivalentů laktamu a isokyanátových skupin větším než jedna. Za těchto podmínek lze mnohonásobně recirkulovat matečné louhy, čímž se dosahuje až stoprocentních výtěžků a vysoké čistoty produktu, který je vhodný pro aniontovou polymeraci laktamů.A method for producing non-toxic activators for the anionic polymerization of lactams from multifunctional isocyanates in a waste-free manner. The activators are prepared by reacting multifunctional isocyanates with lactams in an organic solvent at a molar equivalent ratio of lactam to isocyanate groups greater than one. Under these conditions, the mother liquors can be recycled multiple times, thereby achieving up to 100% yields and high purity of the product, which is suitable for the anionic polymerization of lactams.

Description

Vynález se týká způsobu bezodpadové přípravy netoxického aktivátoru pro aniontovou polymerací laktamů.The invention relates to a process for the waste-free preparation of a non-toxic activator for the anionic polymerization of lactams.

Při výrobě odlitků z alkalického polyamidu se s výhodou používají jako aktivátory vícefunkční isokyanáty jako například dle USP 3 017 391 (1962), které propůjčují konečnému výrobku vysoký stupeň houževnatosti (čsl. pat. 139 640), která je pro tento konstrukční materiál velmi důležitá.In the manufacture of alkaline polyamide castings, polyfunctional isocyanates such as those described in USP 3,017,391 (1962) are preferably used as activators, which impart a high degree of toughness to the final product (U.S. Pat. No. 139,640), which is very important for this construction material.

Isokyanáty mají však řadu nevýhod. Jako reaktivní látky velmi snadno reagují s kyselým vodíkem jako například voda. Proto jsou znehodnocovány i vzdušnou vlhkostí. Jejich skladování a manipulace s nimi vyžadují proto zvláštní opatření. Kromě toho jsou toxické a pravděpodobně účinkují na živočišné buňky mutagenně. I z tohoto důvodu je třeba s nimi pracovat velmi obezřetně, což pro technologii výroby polyamidových odlitků představuje určité komplikace.However, isocyanates have a number of disadvantages. As reactants, they react very easily with acidic hydrogen such as water. Therefore, they are also degraded by air humidity. Their storage and handling therefore require special precautions. In addition, they are toxic and are likely to act mutagenically on animal cells. For this reason too, they need to be handled with great care, which presents some complications for the polyamide casting technology.

Zreagováním isokyanátových skupin s vhodnými reaktanty lze připravit aktivátory (J. Stehlíček a spol.: Coli. Czechosl. Chem. Commun. 32,371,1967), které jsou netoxické a dostatečně inertní proti vzdušné vlhkosti, takže nevyžadují zvláštních opatření při skladování, manipulaci a z hlediska zdravotní bezpečnosti. Takovými netoxickými aktivátory s vysokou stabilitou vůči vzdušné vlhkosti jsou například produkty vícefunkčních isokyanátů s laktamy, jako například 4,4'-diisokyanátodifenylmetan s £-kaprolaktamem nebo pyrrolidonem. Látky typu N-aryl a N-alkylkarbamoyllaktamů vykazují stejný aktivační účinek jako jim odpovídající isokyanáty.By reacting isocyanate groups with suitable reactants, activators (J. Stehlicek et al .: Coli. Czechosl. Chem. Commun. 32,371, 1967) can be prepared which are nontoxic and sufficiently inert to atmospheric moisture so that they do not require special storage, handling and handling measures. health safety. Such non-toxic activators with high stability to atmospheric humidity are, for example, products of multifunctional isocyanates with lactams, such as 4,4'-diisocyanate-diphenylmethane with ε-caprolactam or pyrrolidone. N-aryl and N-alkylcarbamoyllactams have the same activating effect as the corresponding isocyanates.

Příprava alkyl a arylkarbamoyllaktamů je poměrně jednoduchá a spočívá v zahřívání obou složek v rozpouštědle. Při isolaci však odpadá rozpouštědlo a část produktu. Protože aniontová polymerace laktamu je mimořádně citlivá na nečistoty, je nutno alkyl či arylkarbamoyllaktamy pro použití jako aktivátory čistit (viz. například čs. AO 227 247,The preparation of alkyl and arylcarbamoyllactams is relatively simple and involves heating both components in a solvent. However, the solvent and part of the product are eliminated during the isolation. Since the anionic polymerization of lactam is extremely sensitive to impurities, the alkyl or arylcarbamoyllactams need to be purified for use as activators (see, e.g., U.S. Pat. No. AO 227 247,

J. Stehlíček a kol. Coli. Czechosl. Chem. Commun. 29,1236,1964; ibid 32,371,1967). Při tom se spotřebuje další rozpouštědlo a vznikají další ztráty na produktu.J. Stehlíček et al. Coli. Czechosl. Chem. Commun. 29,1236,164; ibid 32,371, 1967). In doing so, additional solvent is consumed and further losses to the product occur.

Tyto nevýhody lze odstranit bezodpadným způsobem přípravy dle tohoto vynálezu, který se vyznačuje tím, že se vícefunkční isokyanáty zreagují s laktamy v rozpouštědle, při čemž poměr laktamu k isokyanátů činí nejméně 1,05:1 za účelem potlačení vedlejších reakcí. Produkt se pak izoluje a matečné louhy recirkulují nejméně desetkrát. Kvalita produktů je bez jakéhokoliv dalšího čištění dostatečná pro jejich použití jako aktivátorů aniontové polymerace laktamů.These disadvantages can be overcome by a waste-free preparation process according to the invention, characterized in that the multifunctional isocyanates are reacted with lactams in a solvent, the ratio of lactam to isocyanates being at least 1.05: 1 in order to suppress side reactions. The product is then isolated and the mother liquors recirculated at least ten times. The quality of the products is sufficient for their use as activators of the anionic polymerization of lactams without any further purification.

Výhody tohoto postupu spočívají v tom, že netoxický aktivátor, který je mnohem resistentnější než výchozí isokyanát vůči vzdušné vlhkosti a který vykazuje vysokou kokatalytickou účinnost, se získá ve vysoké čistotě způsobem, při němž nevzniká žádný odpad, nebot matečné louhy po izolaci se mnohonásobně recirkulují. Tím se dosahuje téměř stoprocentního výtěžku produktu, při vysoké čistotě bez nutnosti dalších čistících operací, což jsou další výhody způsobu dle tohoto vynálezu.The advantages of this process are that the nontoxic activator, which is much more resistant than the starting isocyanate to atmospheric moisture and which exhibits high cocatalytic efficiency, is obtained in high purity in a manner that generates no waste since the mother liquors after isolation are recirculated many times. This results in an almost 100% product yield, at high purity without the need for further purification operations, which are further advantages of the process of the invention.

Příklad 1Example 1

Do tříhrdlé baňky, opatřené míchadlem, zpětným chladičem a přikapávací nálevkou bylo odváženo 25 g £-kaprolaktamu a rozpuštěno v 50 ml toluenu při cca 80 °C. K takto vzniklému roztoku přidán roztok 25 g Systanátu MS (4,41-diisokyanátodifenylmetan, výrobek fy Synthesewerke, Schwarzheide, NDR) v 50 ml toluenu. Zahříváno za stálého míchání 2 hodiny při mírném refluxu. Po této době ponecháno samovolnému ochlazování na 25 °C za neustálého míchání. Vyloučený, krystalický produkt odfiltrován, předsušen volně na vzduchu a dosušen 12 hodin při 50 °C a 0,26 kPa. Teplota tání 177 až 178 °C. Matečné louhy vráceny do další násady a celý proces opakován desetkrát. Celkový výtěžek aktivátoru činil 99,2 %. Ztráty toluenu při filtraci se pohybovaly u jednotlivých šarží 5 až 10 %.To a three-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser and dropping funnel, 25 g of ε-caprolactam was weighed and dissolved in 50 ml of toluene at about 80 ° C. To this solution was added a solution of 25 g MS Systanoate (4,4 L- diisocyanate diphenylmethane, manufactured by Synthesewerke, Schwarzheide, East Germany) in 50 mL toluene. Heat with stirring at gentle reflux for 2 hours. After this time, allow to cool to 25 ° C with stirring. The precipitated, crystalline product was filtered off, air-dried and dried for 12 hours at 50 ° C and 0.26 kPa. Melting point: 177-178 ° C. The mother liquors were returned to the next batch and the whole process repeated ten times. The overall yield of the activator was 99.2%. Toluene losses during filtration ranged from 5 to 10% per batch.

Příklad 2Example 2

Do smaltovaného duplikátorového tlakového kotle obsahu 40 1 bylo naváženo 4 kg £-kaprolaktamu a 25 1 toluenu, zapnuto topení a míchání. Po rozpuštění kaprolaktamu byly přidány 4 kg 4,4'-diisokyanátodifenylmetanu. Za stálého míchání bylo během 2 hodin vyhřáto na cca 80 °C, udržováno 1 hodinu na této teplotě. Během další 1 hodiny ochlazeno na 20 °C a obsah kotle vypuštěn na filtrační zařízení. Matečné louhy vráceny do další násady, ztráty toluenu doplněny do objemu 25 1, zjištěna koncentrace kaprolaktamu a do další násady odváženo takové množství £ -kaprolaktamu a diisokyanátu, aby poměr reaktanů, tj.4 kg of ε-caprolactam and 25 L of toluene were weighed into a 40 L enamelled duplicator pressure boiler, with heating and stirring on. After dissolution of caprolactam, 4 kg of 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane was added. While stirring, it was heated to about 80 ° C over 2 hours, held at this temperature for 1 hour. Cooled to 20 ° C over the next 1 hour and the contents of the boiler drained to the filtering equipment. The mother liquors were returned to the next batch, the toluene losses made up to a volume of 25 L, the caprolactam concentration was determined and the amount of .epsilon.-caprolactam and the diisocyanate was weighed to the next batch so that the ratio of reactants, i.e. the.

-kaprolaktamu:diisokyanátu činil 1,05:1.-caprolactam: diisocyanate was 1.05: 1.

Příklad 3Example 3

V reaktoru pro diabatickou polymeraci byly v tavenině 1 kg £-kaprolaktamu rozpuštěny při 130 °C postupně 0,3 % mol dilaktamátů a 0,3 % mol aktivátoru připraveného dle příkladu (p,p-metylenbis(N-fenylkarbamoylhexahydro-2-azepinon)). Poločas polymerace činil 8 min, konverse 97,2 %, polymer byl nerozpustný v kresolu, rázová houževnatost 24,7 J/cm , vrubová houževnatost 0,64 J/cm .In the diabetic polymerization reactor, 0.3 mol% of dilactamates and 0.3 mol% of the activator prepared according to the example (p, p-methylenebis (N-phenylcarbamoylhexahydro-2-azepinone)) were dissolved in a melt of 1 kg of ε-caprolactam at 130 ° C. ). The polymerization half-life was 8 min, the conversion was 97.2%, the polymer was insoluble in cresol, the impact strength was 24.7 J / cm, the notch toughness was 0.64 J / cm.

Příklad4Example4

Podobně jako v příkladu 1 byl připraven aktivátor reakcí pyrolidonu s 2,4-diisokyanátotoluenem a analogicky též piperidon s tímtéž diisokyanátem. Výtěžky v obou případech činily po desetinásobné recirkulaci matečných louhů 98,1 % a 98,3 %.Similar to Example 1, an activator was prepared by reacting pyrrolidone with 2,4-diisocyanatotoluene and, analogously, piperidone with the same diisocyanate. The yields in both cases were 98.1% and 98.3% after the mother liquor recirculated ten times.

Příklad 5Example 5

Ve dvou duplikátorových kotlech A a B bylo roztaveno v každém 100 kg £-kaprolaktamu.In two duplicator boilers A and B, each 100 kg of ε-caprolactam was melted.

Do kotle bylo přidáno 0,3 % mol dilaktamátů a v kotli B rozpuštěno 1,2 kg aktivátoru připraveného dle příkladu 1. Obsah obou kotlů vyhřát na 140 °C a vypuštěn přes směšovač do forem (desky 50x100x10)cm, válce 20x50 a 30x50 cm) umístěných v boxu temperovaném na 140 až 145 °C. Po 40 až 45 min přemístěny všechny formy do temperovaných boxů s teplotním gradientem 170 až 50 °C během 8 až 12 hodin.0.3 mol% of the dilactamates were added to the boiler and 1.2 kg of the activator prepared according to Example 1 were dissolved in the boiler B. Heat the contents of both boilers to 140 ° C and discharge through a mixer into plates (50x100x10) cm, 20x50 and 30x50 cm ) placed in a box tempered to 140 to 145 ° C. After 40 to 45 minutes, all molds were transferred to tempered boxes with a temperature gradient of 170 to 50 ° C over 8 to 12 hours.

Odlitky vykazovaly 96,8 až 97,2 % polykaprolaktamu a byly nerozpustné v kresolu.The castings showed 96.8 to 97.2% polycaprolactam and were insoluble in cresol.

v 2v 2

Rázová houževnatost 2,50 až 2,53 J/cm vrubová houževnatost 0,62 az 0,64 J/cm .Impact toughness 2.50 to 2.53 J / cm Notch toughness 0.62 to 0.64 J / cm.

Claims (2)

1. Způsob bezodpadové přípravy netoxického aktivátoru pro aniontovou polymeraci laktamů reakcí vícefuknčních ísokyanátů s laktamy v organickém rozpouštědle vyznačený tím, že poměr molárních ekvivalentů laktamu a funkčních skupin isokyanátu je větší než 1.A process for the waste-free preparation of a non-toxic activator for the anionic polymerization of lactams by reacting multi-fumed isocyanates with lactams in an organic solvent, characterized in that the ratio of molar equivalents of lactam to isocyanate functional groups is greater than 1. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se matečné louhy po izolaci produktu recirkulují.2. Process according to claim 1, characterized in that the mother liquors are recirculated after isolation of the product.
CS853931A 1985-05-31 1985-05-31 A method for the non-waste preparation of a non-toxic activator for anionic lactam polymerization CS252209B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS853931A CS252209B1 (en) 1985-05-31 1985-05-31 A method for the non-waste preparation of a non-toxic activator for anionic lactam polymerization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS853931A CS252209B1 (en) 1985-05-31 1985-05-31 A method for the non-waste preparation of a non-toxic activator for anionic lactam polymerization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS393185A1 CS393185A1 (en) 1987-01-15
CS252209B1 true CS252209B1 (en) 1987-08-13

Family

ID=5380792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS853931A CS252209B1 (en) 1985-05-31 1985-05-31 A method for the non-waste preparation of a non-toxic activator for anionic lactam polymerization

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS252209B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS393185A1 (en) 1987-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3017391A (en) Preparation of polycaprolactam using n-acyl activators
US3428576A (en) Manufacture of polymeric diguanides
US4386213A (en) Di- and Oligo-1,2,4-triazolidine-3,5-diones and processes for their production
US3567763A (en) Ester polyisocyanates
US4156065A (en) Catalytic condensation of isocyanates and carboxylic acids or anhydrides
US3028369A (en) Isocyanate catalyzed polymerization of lactams
US2801244A (en) Trifunctional isocyanate trimers
JPS6267003A (en) Production of aqueous microcapsule suspension
EP0071000A2 (en) Process for preparing polyamide
US3250750A (en) Anionic polymerization of lactams with pyridazines as activators
US3525718A (en) Process for the production of polyamide resin and product
US2763661A (en) Process for preparation of 3-substituted-1,2,4-triazoles
US2527314A (en) Production of guanamines
US3975401A (en) Process for the dehydration of bis-maleamic acids
US5235099A (en) Process for the preparation of ureidoperoxycarboxylic acids
US3562221A (en) Accelerating anionic polymerization of lactams
US3320335A (en) Process for polymerizing higher lactams in the presence of urethane polymer promoters
US3148174A (en) Polymerization of pyrrolidone and piperidone employing nu, nu-disubstituted ureas aschain initiators
US3919175A (en) Method of anionic polymerization and copolymerization of lactam of {107 -aminocarboxylic acids
US3164591A (en) Preparation of cyanuric acid
US3022293A (en) Novel ethylenic compounds
US3745152A (en) Process for polymerizing lactams with trityl-4-n-trityl amino butyrate
US3498956A (en) Stable solid polymerizable lactam-catalyst-cocatalyst mixtures and methods of preparing the same
US4859772A (en) Process for the preparation of 3-isopropyl-benzo-2-thia-1,3-diazinone-(4)-2,2-dioxide
US3022274A (en) Polymerization of pyrrolidone and piperidone employing cyanuric chloride