DD274823A1

DD274823A1 - Verfahren zur herstellung von hochviskosen polyamiden

Info

Publication number: DD274823A1
Application number: DD31903488A
Authority: DD
Inventors: Norbert Leetsch; Siegfried Schumacher; Hans-Juergen Mai; Klaus Trittmacher; Eberhard Heilmann; Hans-Joachim Dalcolmo; Gerd Wilde
Original assignee: Leuna Werke Veb
Priority date: 1988-08-18
Filing date: 1988-08-18
Publication date: 1990-01-03

Abstract

Verfahren zur Herstellung von hochviskosen Polyamiden durch Nachpolykondensation in fester Phase, wobei der Nachpolykondensationskatalysator, wie z. B. Phosphorsaeure, durch Behandeln des Polyamids mit Wasserdampf-Katalysatoren-Gemischen eingearbeitet wird. Hohe gleichmaessige Verteilung des Katalysators im Polyamid.

Description

AusfQhrungsbelsplele Beispiel 1 Ein mit N] gefüllter Taumeltrockner von 1 m³ Nutzinhalt wird auf 17O⁰C aufgeheizt. Danach wird eine Menge von 0,04kg Phosphorsäure als 4%ige wäßrige Lösung über eine Schleuse in den Trockner eingebracht. Anschließend werden 400 kg Polyamld-6-Granulat (rel. LV 2,7) aus einem mit N, beatmeten Behälter eingefüllt. Daran schließt eich eine 30minütige Behandlung des Granulates in der Dampfatmosphäre an, worauf die übliche NPK unter N₂

bei 170⁰C im Verlaufe von 3h folgt. Die erreichte rel LV beträgt 6,4.

Beispiel 2 Eswird analog Beispiel 1 verfahren. Anstelle von Phosphorsäure wird Natriumdihydrogenphosphat eingesetzt. Die orreichte rel.

LVbeträot5,7.

Beispiel 3

Es wird analog Beispiel 1 verfahren. Die Phosphorsäuremenge wird auf 0,002 kg reduziert. Die erreichte rel. LV beträgt 3,6. Die aus dem Produkt hergestellte Schlauchfolie ist stippenfrei, was die homogene Verteilung des erfindungsgemäß eingebrachten Katalysators belegt.

Verglelchsbelsplel 4 Es wird wie im Beispiel 3 verfahren, wobei jedoch die wäßrige Lösung nicht in die Dampfphase überführt, sondern bei Raumtemperatur eingemischt wird. Die relative Lösungsviskosität Ist uneinheitlich (3,2 bis 3,9), die Folie zeigt viele Stippen. Verglelchsbelsplel 5 Es wird wie im Beispiel 3 verfahren. Die Phosphorsäure wird hochkonzentriert eingesetzt. Die erreichte rel. LV ist uneinheitlich

(3,2 bis 4,2), die Folie zeigt viele Stippen.

Claims

-1- 274 81. J Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von hochviskosen Polyamiden durch Nachkondensation von niedrig- bzw. mittelviskosen Polyamiden in fester Phase bei Anwendung von Phosphorsäure oder deren Salzen als Nachpolykondensations-Katalysatoren, gekennzeichnet dadurch, daß das nachzupolykondensierende Polyamid mit einem Wasserdampf-Katalysator-Gemisch behandelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Katalysatoren als wäßrige Lösungen in die Reaktionszone eingebracht werden und eine Wasserdampfatmosphäre erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Katalysatoren 0,0005 bis 0,1 %, vorzugsweise 0,005 bis 0,01 %, bezogen auf das Polyamid, beträgt.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung wird zur Herstellung hochviskoser Polyai Mde eingesetzt.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Ein Hauptweg zur Herstellung hochviskoser Polyamide besteht in der Nachpolykondensation (NPK) in fester Phase. Zur Beschleunigung dieses Prozesses werden den nachzupolykondensierenden Polyamiden Katalysatoren, z. 8. Phosphorsäure, phosphorige Säure oder deren Salze, zugesetzt (Kunststoffhandbuch, Bande, Polyamid, Seite 235f. und DE-AS 1210183). Die Zugabe dieser Substanzen erfolgt in der Regel dergestalt, daß man den Katalysator in die Schmelze der polyamidbildenden Monomere einmischt. Damit ist auf einfache Weise eine gleichmäßige Verteilung gesichert. Die Monomeren werden bis zu niedrig- bzw. mittelviskosen Polyamiden mit relativen Lösungo¹ "skositäten (rel. LV) von 2,2 bis 3,0 polymerisiert, extrahiert, getrocknet und anschließend in geeigneten Apparaten, wie z. B. Taumoltrocknern, in fester Phase nachpolykondensiert. Diese Verfahrensweise hat den Nachteil, daß ein Teil des Katalysators, z. B. Phosphorsäure, bei der Entfernung der Re. .monomeren, z. B. in der wäßrigen Extraktion, in das Waschwa<sser übergeht. Im Eindampfprozeß des Waschwassers führen diese Säurerpste zusammen mit den im Waschwasser in der Regel enthaltenen Spuren an Calciumionen zu Ablagerungen auf den Wannetauacherflachen der Eindampfanlage, die den Wärmeübergang verschlechtern und zu Energieverlusten führen. Auf ähnliche Weise führen Phosphationen zu Salzablagerungen auf den Wärmetauschern der für die Polymerisation üblicherweise eingesetzten Reaktoren. Diese Ablagerungen bilden Ansatzpunkte für die Entstehung von Crackprodukten, die die Qualität des Polymerisates beeinträchtigen, und führen analog zum Eindampfprozeß zu Energieverlusten und letztlich zu Kapazitätseinbußen. Weiterhin kommt es auf Grund des Verweilzeitspektrums kontinuiei !icher Extraktionen zu Konzentrationsschwankungen des Katalysators, welche in der NPKzu ,ineinheitlichen Produkten führen. Es ist bekannt, anstelle von Phosphorsäure bzw. deren Salzen andere Katalysatoren wie z. B. Aminocapronsäure bzw. Mischungen von Phosphorsäure mit Stabilisatoren (DE-AS 1028779, DE-OS 2033653) einzusetzen. Allerdings erreicht in der Praxis keine der vorgeschlagenen Substanzen die Effektivität (Nachpolykondensationsgeschwindigkeit) von Phosphorsäure.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Vermeidung von Salzablagerungen in den zur Herstellung von hochviskoson Polyamiden eingesetzten Polymerisationsapparaturen bei Anwendung von Phosphorsäure bzw. deren Salzen als Nachpolykondensations Katalysatoren ohne Anwendung einer zusätzlichen Verfahrensstufe.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es bestand die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von hochviskosen Polyamiden zu entwickeln, das die bei herkömmlichen Verfahren üblicherweise auftretenden Salzablagerungen und deren Folgen ausschließt und gleichzeitig eine gleichmäßige Verteilung des NPK-Katalysators im Polymerisat sichert. '

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man das nachzupolykondensierende niedrig- bzw. mittelviskose Polyamid mit einem Wasserdampf-Katalysator-Gemisch von z.B. Wasserdampf-Phosphorsäure behandelt. Dazu wird die wäßrige Lösung der Phosphorsäure in einer Konzentration von 0,0005 bis 0,1 %, bezogen auf die Masse des Polyamids, vorzugsweisa von 0,005 bis 0,01 %, in den für die Nachpolykondensation (NPK) vorgesehenen, auf 150°C bin 180°C erhitzten und mit Inertgas gespülten Apparat, z. B. einen Taumeltrockner, eingebracht. Anschließend wird das Polyamid eingefüllt und mindestens 10 Minuten, vorzugsweise 30 Minuten, bei geringfügiger Ergänzung von Inertgas in der Dampfatmosphäre durchmischt.

Diese Verfahrensweise sichert überraschenderweise ein Maximum an gleichmäßiger Verteilung des in das Polyamid eindiffundierenden Wasserdampf-Säure-Gemisches und eine hohe Unabhängigkeit von der Restfeuchtigkeit des Polyamids. Es schließt sich die NPK in üblicher Weise bei für die NPK von Polyamiden in fester Phase üblichen Temperaturen von 140 bis220°C unter Inertgas bzw. Vakuum an. Es ist prinzipiell möglich, in analoger Weise alternativ zur Phosphorsäure auch Salze, wie z. B. Natriumdihydrogenphosphat, in wäßriger Lösung einzusetzen.