ES2292729T3 - Poli(tereftalato de trimetileno) y procedimiento para su preparacion. - Google Patents
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Abstract
Un poli(tereftalato de trimetileno), que consiste en unidades de tereftalato de trimetileno y, opcionalmente, 2% en peso o menos de bis(3-hidroxipropil) éter copolimerizado, obteniéndose solo por polimerización en estado fundido y satisfaciendo las siguientes condiciones (1) a (3): (1) la viscosidad intrínseca es de 0,85 a 1,5 dL/g; (2) [-OH]/([-OH] + [-COOH] + [-CH2CH=CH2]) x 100 >_ 40, en donde [-OH], [-COOH] y [-CH2CH=CH2] representan el contenido de grupos hidroxilo terminales, el contenido de grupos carboxilo terminales y el contenido de grupos alilo terminales del poli(tereftalato de trimetileno), respectivamente; y (3) el valor de L* es 80 ó más, y el valor de b* es de -1 a 5.
Description
Poli(tereftalato de trimetileno) y
procedimiento para su preparación.
La presente invención se refiere a un
poli(tereftalato de trimetileno) y a un procedimiento para
producirlo. Con más detalle, la presente invención se refiere a un
poli(tereftalato de trimetileno) de excelente tono de color,
estabilidad de la resistencia a la oxidación y estabilidad en estado
fundido, y a un procedimiento para producir un
poli(tereftalato de trimetileno) que tenga un peso molecular
en el intervalo de bajo a alto incluso por polimerización a una
escala industrial del orden de toneladas.
Una fibra de poli(tereftalato de
trimetileno) (de aquí en adelante abreviado PTT) obtenida hilando en
estado fundido un producto de policondensación de un éster de un
alcohol inferior de ácido tereftálico o de ácido tereftálico y
1,3-propanodiol (también denominado
trimetilenglicol, abreviándose más adelante el
1,3-propanodiol como PDO) tiene varias excelentes
propiedades que no pueden obtenerse de una fibra de
poli(tereftalato de etileno) (de aquí en adelante abreviado
PET), una fibra de nilón 6, y de las fibras semejantes, tales como
una sensación de blandura sorprendente y una caída que nunca se han
observado antes, una capacidad excelente de ser estiradas, afinidad
por los colorantes a baja temperatura y resistencia a la intemperie.
Asahi Chemical Corporation ha resuelto muchos problemas
tecnológicos del PTT asociados con la polimerización, hilatura,
procesado, desarrollo de artículos comerciales y semejantes, y
recientemente ha lanzado al mercado por primera vez en el mundo una
fibra de PTT con el nombre comercial de
Solo.
Solo.
Como se explicó anteriormente, las tecnologías
relacionadas con la producción de fibras de PTT han sido
desarrolladas al nivel de industrialización. Sin embargo, aún
permanecen sin resolver los siguientes problemas relacionados con
la polimerización del PTT: es difícil de obtener solo por
polimerización en estado fundido un poli(tereftalato de
trimetileno) que tenga una alta viscosidad intrínseca cuando la
polimerización se lleva a cabo a escala industrial, y el polímero
tiende a colorearse fácilmente. En la presente memoria, la
polimerización del PTT a escala industrial se refiere a la
polimerización a las siguientes escalas: para la polimerización en
discontinuo, polimerización a una escala de 0,3 Tm/carga o más,
preferiblemente 1 Tm/carga o más; para la polimerización en
continuo, polimerización a una escala de 10 Tm/día o más,
preferiblemente 50 Tm/día o más.
Por ejemplo, la polimerización del PTT no llega
a entenderse cuando la reactividad de la policondensación del PTT
se compara con la del poli(tereftalato de butileno) (de aquí
en adelante abreviado como PBT). Para el PBT, cuando, como se
explicará en el ejemplo comparativo 1, la polimerización se lleva a
cabo usando un reactor de polimerización en el modo discontinuo
equipado con una pala de agitación semejante a una placa en
presencia de un catalizador de alcóxido de titanio a 260ºC, el grado
de polimerización aumenta con el tiempo. El grado de polimerización
aumenta más incluso cuando el polímero llega a tener una viscosidad
intrínseca a la cual el movimiento de la masa de reacción se torna
difícil (viscosidad intrínseca de 1,4 dL/g o más, grado de
polimerización de aproximadamente 160). En contraste con el PBT,
cuando el PTT se polimeriza incluso en las mismas condiciones de
polimerización, el grado de polimerización alcanza un máximo cerca
de una viscosidad intrínseca de 0,8 dL/g (grado de polimerización
de aproximadamente 100). Por el contrario, la extensión adicional
del tiempo de polimerización disminuye el grado de polimerización.
Por ejemplo, el documento
US-A-5.798.433 describe que el
tiempo de policondensación corresponde a la máxima viscosidad
posible del polímero en las condiciones dadas, es decir, si se
continúa la policondensación más allá de éste la viscosidad
intrínseca (I.V.) del polímero disminuiría otra vez debido a la
predominancia de las reacciones de descomposición. Por otra parte,
tal fenómeno de viscosidad intrínseca máxima (grado de
polimerización) en la polimerización del PTT llega a ser más
significativo cuando la escala de polimerización es
mayor.
mayor.
Como se explicó anteriormente, con el fin de
obtener un PTT que tenga una alta viscosidad intrínseca de 0,85
dL/g o más, después de la etapa de polimerización en masa fundida se
lleva a cabo una etapa de polimerización en estado sólido, como se
describe en el documento
EP-A-1016692. El PTT obtenido según
un método que incluye una etapa de polimerización en estado sólido
en el documento EP-A-1016692 tiene
una viscosidad intrínseca de 1,10 dL/g.
Con el fin de usar PTT para ropas y fibras
industriales, el PTT tiene que tener usualmente una viscosidad
intrínseca de 0,85 dL/g o más para que se manifieste la resistencia.
Sin embargo, la producción de PTT a escala industrial que tenga tal
viscosidad solo por polimerización convencional en masa fundida ha
sido imposible. Por ejemplo, los documentos
US-A-5.798.433 y
EP-A-1.046.662 describen un
procedimiento para producir un PTT que muestra una blancura
excelente y una viscosidad intrínseca de 0,85 dL/g o más. Sin
embargo, las descripciones de ambas referencias están basadas en
experimentos llevados a cabo a una escala de no más que varios
litros. La expansión de la escala de polimerización sólo da lugar a
la producción de un polímero que tiene problemas de calidad tal
como se menciona más adelante. La viscosidad intrínseca del polímero
no puede ser tan alta como 0,85 dL/g o más. Un polímero obtenido
extendiendo excesivamente el tiempo de polimerización es coloreado,
o tiende a colorearse cuando se usa en aire durante mucho tiempo. El
polímero muestra una disminución del peso molecular en una gran
proporción durante el moldeo en estado fundido.
Con el fin de establecer una tecnología de
polimerización de PTT que tanga una viscosidad intrínseca de 0,85
dL/g o más solo por polimerización en estado fundido incluso a
escala industrial, los presentes inventores han analizado la causa
del fenómeno de una viscosidad intrínseca máxima (grado de
polimerización) en la polimerización del PTT en estado fundido, y
han clarificado la siguiente materia.
Las reacciones elementales que forman la
reacción de policondensación del PTT son principalmente las dos
reacciones siguientes:
La reacción directa es una reacción de
crecimiento de cadena (fórmula (a)) efectuada por eliminación de los
dos grupos hidroxilo terminales del PDO. Las reacciones inversas
incluyen una reacción en la que la porción éster sufre una
descomposición con el PDO que no ha sido excluido del sistema de
reacción (reacción inversa de la fórmula (a)), y la reacción de
descomposición térmica (fórmula (b)) de la porción éster.
En primer lugar, se considera un caso en el que
se consigue la descarga eficiente de PDO del sistema de reacción.
En este caso, debido a que el equilibrio está desplazado hacia el
lado de la reacción directa, puede ignorarse la reacción inversa de
la fórmula (a). Cuando la reacción directa sola de la fórmula (a) es
la dominante, la viscosidad intrínseca aumenta monótonamente con el
tiempo. Por ejemplo, las reacciones de policondensación de PET y
PBT corresponden aproximadamente a la reacción anterior. Sin
embargo, para el PTT, debido a que el grupo alilo terminal
(CH_{2}=CHCH_{2}OOC~) del producto de descomposición térmica
está termodinámicamente estabilizado, la velocidad de la reacción
de descomposición térmica (K_{d}) es significativamente grande.
Como resultado, la reacción de la fórmula (b) contribuye mucho en un
período de tiempo relativamente corto cuando la reacción de
policondensación transcurre. La reacción de la fórmula (b) llega por
tanto a ser dominante sobre la reacción directa en la fórmula (a).
Se estima que el fenómeno de equilibrado de la viscosidad intrínseca
en la polimerización en estado fundido del PTT que se explicó
anteriormente se produce debido a la reacción dominante de la
fórmula (b).
A continuación, se considerará el caso en el que
no se consigue la descarga eficiente del PDO. Por ejemplo, el caso
en el que la escala de polimerización se incrementa extremadamente,
esto es, la polimerización a escala industrial corresponde a la
misma. Cuando se aumenta la escala de polimerización, el área
superficial específica del reactivo disminuye drásticamente. Por lo
tanto, la descarga de PDO se torna difícil, y el PDO que permanece
en el sistema de reacción rompe el enlace éster del PTT (reacción
inversa de la fórmula (a)). Como resultado, la contribución de la
reacción inversa de la fórmula (a) llega a ser significativa, no
dando lugar a ningún aumento de la viscosidad intrínseca. Se estima
que la contribución significativa es la razón por la que se produce
el fenómeno de una viscosidad intrínseca máxima en una etapa
temprana cuando se aumenta la escala de polimerización.
Por consiguiente, los presentes inventores han
descubierto que los siguientes procedimientos son esenciales como
medio para aumentar un grado de polimerización del PTT finalmente
alcanzado en la polimerización en estado fundido independientemente
de la escala de polimerización: la inhibición de la reacción inversa
de la fórmula (a) y de la reacción de la fórmula (b), es decir, 1)
avance de la reacción de policondensación en un estado en el que la
reacción de descomposición térmica contribuya menos, y 2) descarga
eficiente de PDO del sistema de reacción.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un PTT de excelente tono de color, resistencia a la
oxidación y estabilidad en estado fundido, y que tenga un peso
molecular en el intervalo de bajo a alto incluso cuando el PTT se
prepare por polimerización a escala industrial. Otro objeto de la
presente invención es proporcionar un procedimiento de
polimerización capaz de producir un PTT que tenga un peso molecular
en el intervalo de bajo a alto independientemente de la escala de
carga del monómero en la polimerización del PTT que tenga las
excelentes propiedades que se mencionaron anteriormente, más
específicamente proporcionar un procedimiento de polimerización de
PTT capaz de inhibir la descomposición térmica en la reacción de
policondensación y que libere eficientemente PDO.
La Fig. 1 muestra esquemáticamente un aparato de
polimerización usado en la reacción ejemplo del Ejemplo Comparativo
1 ó 2, y un ejemplo de un estado de agitación de una masa
reaccionante en la etapa de una reacción de policondensación.
La Fig. 2 muestra esquemáticamente un aparato de
polimerización usado en las reacciones de los Ejemplos 1, 3 y 8, y
un ejemplo de un estado de agitación de una masa reaccionante en la
etapa de una reacción de policondensación.
La Fig. 3 muestra esquemáticamente un aparato de
polimerización usado en las reacciones de los Ejemplos 2 a 3, y un
ejemplo de un estado de agitación de una masa reaccionante en la
etapa de una reacción de policondensación.
La Fig. 4 es un diagrama de flujo del proceso
que muestra un ejemplo de disposición de un sistema de poli-
merización en las realizaciones de la presente invención en un procedimiento de polimerización en continuo
(Ejemplos 4, 5).
merización en las realizaciones de la presente invención en un procedimiento de polimerización en continuo
(Ejemplos 4, 5).
En las figuras, los números de referencia
designan lo que sigue:
- 100
- - - - eje rotatorio
- 101
- - - - superficie de la disolución de una masa reaccionante durante la agitación
- 102
- - - - depósito de reacción
- 103
- - - - pala de agitación
- 103a
- - - - pala de agitación inferior
- 103b
- - - - pala helicoidal
- 104
- - - - extremo del detector de temperatura
- 105
- - - - goteos de masa reaccionante semejantes a películas
- 106
- - - - red fijada
- 107
- - - - depósito de reacción cilíndrico
- 108
- - - - flujo de una masa reaccionante
- 109
- - - - dirección de descarga de un polímero
- 110
- - - - motor
- 111
- - - - depósito de reacción de esterificación
- 112
- - - - pala de agitación helicoidal
- 113
- - - - primer depósito de reacción de policondensación
- 114
- - - - segundo depósito de reacción de policondensación
- 115
- - - - tercer depósito de reacción de policondensación
- 116
- - - - palas de agitación tipo disco.
Además, las palas de agitación de la Fig. 4 son
semejantes a discos, y cada una está fijada a uno u otro eje
mientras que los ejes están conectados a dos motores,
respectivamente. Los ejes rotan con las mismas. La porción inferior
de una cualquiera de las palas fijadas al eje superior, excepto la
del extremo izquierdo de la figura, ocupa un espacio entre las
porciones superiores de dos palas adyacentes inferiores fijadas al
eje inferior. La rotación del eje rotatorio logra mezclar una masa
reaccionante de la porción inferior del depósito de reacción.
Con el fin de obtener un PTT de alto peso
molecular solo por polimerización en estado fundido, los presentes
inventores han investigado un procedimiento de polimerización que
comprende inhibir la reacción de descomposición térmica y descargar
PDO eficientemente. Como resultado, se ha encontrado la posibilidad
de que pueda producirse un PTT de alto peso molecular cuando la
reacción de policondensación avance a la vez que la contribución de
la reacción de descomposición térmica es insignificante, esto es,
cuando la descarga de PDO del sistema de reacción se lleva a cabo
suficientemente (inhibición de la reacción inversa en la fórmula
(a)), y cuando la reacción de policondensación puede llevarse a
cabo en un corto período de tiempo (inhibición de la fórmula (b))
mientras hay muchos grupos hidroxilo terminales. Por lo tanto, los
presentes inventores investigaron con mayor detalle y lograron la
presente invención.
Esto es, la presente invención se refiere a un
poli(tereftalato de trimetileno) que consiste en unidades de
tereftalato de trimetileno y, opcionalmente, 2% en peso o menos de
bis(3-hidroxipropil) éter copolimerizado, y
obteniéndose solo por polimerización en estado fundido y
satisfaciendo las siguientes condiciones (1) a (3):
- (1)
- la viscosidad intrínseca es de 0,85 a 1,5 dL/g;
- (2)
- [-OH]/([-OH] + [-COOH] + [-CH_{2}CH=CH_{2}]) x 100 \geq 40, en donde [-OH], [-COOH] y [-CH_{2}CH=CH_{2}] representan el contenido de grupos hidroxilo terminales, el contenido de grupos carboxilo terminales y el contenido de grupos alilo terminales del poli(tereftalato de trimetileno), respectivamente; y
- (3)
- el valor de L* es 80 ó más, y el valor de b* es de -1 a 5.
En una realización preferida, el valor de
[-OH]/([-OH] + [-COOH] + [-CH_{2}CH=CH_{2}]) x 100 es 50 ó
más.
La presente invención se refiere además a un
procedimiento para producir poli(tereftalato de trimetileno),
en el que el ácido tereftálico y/o su éster de alcohol inferior se
hacen reaccionar con 1,3-propanodiol para formar el
éster de 1,3-propanodiol del ácido tereftálico y/o
su oligómero, y la reacción de policondensación de la masa
reaccionante se lleva a cabo para dar un poli(tereftalato de
trimetileno) que consiste en unidades de tereftalato de trimetileno
y, opcionalmente, 2% en peso o menos de
bis(3-hidroxipropil) éter copolimerizado,
basado en las unidades repetitivas enteras, procedimiento que
comprende llevar a cabo la reacción de policondensación a una
temperatura de 235 a 270ºC y con un vacío de 1,33 x 10^{-5} a 0,27
kPa mientras que se satisface la fórmula (1)
(1)[-OH]/([-OH] + [-COOH] +
[-CH_{2}CH=CH_{2}]) \ x \ 100 \geq
40
en la que [-OH], [-COOH] y
[-CH_{2}CH=CH_{2}] representan el contenido de grupos hidroxilo
terminales, el contenido de grupos carboxilo terminales y el
contenido de grupos alilo terminales del poli(tereftalato de
trimetileno), respectivamente, y mientras se satisface la fórmula
(2) cuando la viscosidad intrínseca de la masa reaccionante es 0,5
dL/g o
más
(2)S/V \geq
0,07
en la que S es el área superficial
total (cm^{2}) de la masa reaccionante de policondensación, y V es
su peso
(g).
En una realización preferida, el procedimiento
se caracteriza por un valor de [-OH]/([-OH] + [-COOH] +
[-CH_{2}CH=CH_{2}]) x 100 en (1) es 50 ó más.
[-CH_{2}CH=CH_{2}]) x 100 en (1) es 50 ó más.
En otra realización preferida, el procedimiento
se caracteriza porque la relación S/V en (2) es 0,15 cm^{2}/g o
más.
En aún otra realización preferida, el
procedimiento comprende al menos las siguientes etapas (1) a
(5):
- (1)
- preparar un aparato de polimerización en el que uno o más depósitos de reacción (A) para llevar a cabo una reacción de intercambio de ésteres y/o una reacción de esterificación y dos o más depósitos de reacción de policondensación están sucesivamente conectados;
- (2)
- alimentar continuamente ácido tereftálico y/o su éster de alcohol inferior y 1,3-propanodiol a los depósitos de reacción (A), mediante lo cual se forma continuamente el éster de 1,3-propanodiol del ácido tereftálico y/o su oligómero;
- (3)
- alimentar continuamente los reaccionantes formados en la etapa (2) a los depósitos de reacción de policondensación, mediante lo cual se lleva a cabo una reacción de policondensación mientras que se aumenta el grado de polimerización cuando los reaccionantes se hacen pasar sucesivamente por los dos o más depósitos de reacción de policondensación;
- (4)
- llevar a cabo la reacción de policondensación mientras se satisface la fórmula (1)
(1)[-OH]/([-OH] + [-COOH] +
[-CH_{2}CH=CH_{2}]) \ x \ 100 \geq
40
- en la que [-OH], [-COOH] y [-CH_{2}CH=CH_{2}] representan el contenido de grupos hidroxilo terminales, el contenido de grupos carboxilo terminales y el contenido de grupos alilo terminales del poli(tereftalato de trimetileno), respectivamente, y
- (5)
- llevar a cabo la policondensación más mientras se satisface la fórmula (2) cuando la viscosidad intrínseca de la masa reaccionante es 0,5 dL/g o más
(2)S/V \geq
0,07
- en la que S es el área superficial total (cm^{2}) de la masa reaccionante de policondensación, y V es su peso (g).
En otra realización, la presente invención se
refiere a un método para producir un poli(tereftalato de
trimetileno) que comprende solidificar una vez el
poli(tereftalato de trimetileno) obtenido por el
procedimiento mencionado anteriormente, y calentando continuamente
o no continuamente el poli(tereftalato de trimetileno) en
fase sólida, mediante lo cual la viscosidad intrínseca se
incrementa en 0,1 dL/g o más en comparación con la del
poli(tereftalato de trimetileno) en el momento en el que
finaliza la reacción de policondensación.
La presente invención se dirige además a una
fibra, un producto resina o una película formadas a partir del
poli(tereftalato de trimetileno) de la presente invención. El
componente de copolimerización formado en la etapa de
polimerización, por ejemplo un dímero de PDO
(bis(3-hidroxipropil) éter, de aquí en
adelante abreviado como BPE) puede copolimerizarse. El BPE se forma
cuando el PDO el grupo 3-hidroxipropilo en el
extremo terminal del PTT reaccionan adicionalmente con PDO en la
etapa de polimerización, y además copolimerizan más con el PTT sin
procesado adicional. Aunque el BPE disminuye la resistencia a la luz
y la resistencia térmica de un PTT, la copolimerización adecuada
del BPE tiene los efectos de aumentar la relación de agotamiento del
colorante y la estabilidad durante la hilatura. Por tanto, se
prefiere la copolimerización adecuada del BPE, y el BPE se
copolimeriza en una relación de 0,01 a 2% en peso, preferiblemente
de 0,04 a 1,2% en peso basado en el peso del polímero. Por otra
parte, el PTT de la invención puede contener un dímero cíclico
formado dimerizando una unidad de tereftalato de trimetileno en una
cantidad de 3% en peso o menos basada en el peso de polímero.
Cuando la cantidad excede de % en peso, el PTT precipita no
preferiblemente durante el moldeo disminuyendo la estabilidad del
proceso. El polímero contiene preferiblemente el dímero cíclico en
una cantidad de 1,5% en peso o menos, más preferiblemente 1,2% en
peso o menos, aún más preferiblemente 0,7% en peso o menos, con
vistas a la falta de presencia de una etapa de hilatura y una etapa
de coloración, disminución de la ruptura de hilos y coloración no
uniforme.
El PTT de la invención puede tener una
viscosidad intrínseca de 0,85 a 1,5 dL/g. Un PTT que tiene una
viscosidad intrínseca de menos que 0,4 dL/g se torna frágil y es
difícil de manipular. Por otra parte, un hilo obtenido del mismo
muestra una baja resistencia. No hay ningún límite específico acerca
del límite superior de la viscosidad intrínseca. Sin embargo,
cuando la viscosidad intrínseca supera 1,5 dL/g, el PTT muestra una
viscosidad de la masa fundida excesivamente alta. Como resultado,
no puede llevarse a cabo uniformemente la dosificación del PTT con
una bomba de engranajes y la capacidad de ser hilado disminuye
debido a la descarga defectuosa. La viscosidad intrínseca del PTT
es particular y preferiblemente de 0,87 a 1,35 dL/g con vistas a la
manifestación de la resistencia del hilo, resina, película y
semejantes.
El PTT según la presente invención puede
mezclarse con varios aditivos, por ejemplo, agentes deslustrantes
tales como óxido de titanio, agentes para aumentar la estabilidad
térmica, agentes antiespumantes, agentes ortocromáticos, agentes
retardadotes de la llama, agentes antioxidantes, agentes
absorbedores de los rayos ultravioleta, agentes nucleantes,
abrillantadores fluorescentes y semejantes. En particular, cuando se
añade óxido de titanio como agente deslustrante, el óxido de
titanio se añade en una cantidad de 0,01 a 3% en peso basado en el
peso del
polímero.
polímero.
En el procedimiento de producción de la presente
invención, el uso de agentes para aumentar la estabilidad térmica y
de agentes inhibidotes de la coloración es particularmente preferido
como un método de aumentar el tono de color, la estabilidad de la
resistencia a la oxidación y la estabilidad en estado fundido. Como
agentes para aumentar la estabilidad térmica se prefieren los
compuestos de fósforo pentavalente o trivalente. Ejemplos del
compuesto de fósforo pentavalente o trivalente incluyen fosfato de
trimetilo, fosfato de trietilo, fosfato de tributilo, fosfato de
trifenilo, fosfito de trimetilo, fosfito de trietilo, fosfito de
trifenilo, ácido fosfórico y ácido fosforoso. Ejemplos de agentes
antioxidantes derivados del fenol incluyen
tetrakis[3-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)-propionato]
de pentaeritritol,
1,1,3-tris(2-metil-4-hidroxi-5-terc-butilfenil)butano,
1,3,5-trimetil-2,4,6-tris(3,5-di-terc-butil-4-hidroxibencil)benceno,
3,9-bis{2-[3-terc-butil-4-hidroxi-5-metilfenil)propioniloxi]-1,1-dimetiletil}-2,4,8,10-tetraoxaespiro[5,5]undecano,
ácido
1,3,5-tris(4-terc-butil-3-hidroxi-2,6-dimetilbenceno)-isoftálico,
bis[3-(3-terc-butil-5-metil-4-hidroxifenil)-propionato]
de trietilenglicol,
bis[3-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propionato]
de 1,6-hexanodiol,
2,2-tio-dietileno-bis[3-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)-propionato]
y
octadecil-3-bis[3-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propionato].
Estas sustancias pueden añadirse en una cantidad de 0,01 a 0,5% en
peso, preferiblemente de 0,02 a 0,1% en peso basado en el PTT de
cara tanto a la velocidad de polimerización como a la mejora de la
blancura. La cantidad a añadir es de 2 a 250 ppm, preferiblemente
de 5 a 150 ppm, particular y preferiblemente de 10 a 150 ppm como
una cantidad del elemento fósforo en el polímero. Ejemplos del
agente inhibidor de la coloración incluyen compuestos de cobalto
tales como acetato de cobalto y formiato de cobalto, y agentes
abrillantadores ópticos comercialmente disponibles. Tal agente
inhibidor puede añadirse en una cantidad de 0,0001 a 0,1% en peso
basado en el PTT. Estos aditivos pueden añadirse en una etapa
arbitraria de la polimerización.
El PTT de la presente invención puede tener el
valor de [-OH]/([-OH] + [-COOH] + [-CH_{2}CH=CH_{2}]) x 100 de
40 ó más, en el que [-OH], [-COOH] y [-CH_{2}CH=CH_{2}]
representan el contenido de grupos hidroxilo terminales, el
contenido de grupos carboxilo terminales y el contenido de grupos
alilo terminales del PTT, respectivamente. Aunque no hay ningún
límite específico acerca de las unidades de estos contenidos en
tanto y cuanto se usen las mismas unidades, usualmente se usan
miliequivalentes/kg. Cuando se satisface la relación se obtiene un
PTT excelente en tono de color y estabilidad en estado fundido.
Preferiblemente, el valor de [-OH]/([-OH] + [-COOH] +
[-CH_{2}CH=CH_{2}]) x 100 es 50 ó más, más preferiblemente 60 ó
más.
De los tres tipos de grupos terminales de la
fórmula anterior los valores específicos de [-COOH] y
[-CH_{2}CH=CH_{2}] son cada uno preferiblemente 35
miliequivalentes/kg de polímero o menos, más preferiblemente 25
miliequivalentes/kg de polímero o menos, mucho más preferiblemente
20 miliequivalentes/kg de polímero o menos, de cara a la estabilidad
en estado fundido y la estabilidad de la resistencia a la oxidación
del PTT.
El PTT de la presente invención tiene el valor
de L* es 80 ó más que muestra el brillo del polímero, más
preferiblemente 85 ó más, con el fin de obtener la cromaticidad de
color durante la coloración y el uso de un pigmento. Por la misma
razón, el PTT tiene preferiblemente un valor de b* de -1 a 5 que
representa índice de amarilleamiento del polímero, más
preferiblemente de -0,5 a 4.
El PTT de la presente invención puede producirse
mediante un procedimiento descrito anteriormente.
En la presente invención, puede usarse un método
conocido como el método para formar un éster de PDO del ácido
tereftálico y/o de sus oligómeros haciendo reaccionar ácido
tereftálico y/o su éster de alcohol inferior.
La reacción se llama una reacción de
esterificación cuando se usa ácido tereftálico, y una reacción de
intercambio de ésteres cuando se usa un éster de un alcohol
inferior del ácido tereftálico. Ejemplos del éster de alcohol
inferior del ácido tereftálico incluyen tereftalato de dimetilo,
tereftalato de dietilo y tereftalato de monometilo.
El ácido tereftálico, el éster de alcohol
inferior del ácido tereftálico y el PDO pueden ser compuestos
comercialmente disponibles, o también pueden recuperarse de PTT y
de productos de PTT. Su pureza es preferiblemente 95% o más, más
preferiblemente 98% o más, mucho más preferiblemente 99% o más. De
cara a la velocidad de polimerización, la blancura, la estabilidad
de la resistencia a la oxidación y la estabilidad en estado fundido
del PTT así obtenido, se prefiere un éster de alcohol inferior del
ácido tereftálico al ácido tereftálico, y también se prefiere de
cara a la facilidad con la que puede disminuirse la relación de
copolimerización del BPE. De cara a la blancura del polímero, de
las impurezas contenidas en el PDO, se prefiere que los compuestos
que contienen grupos carbonilo estén contenidos en una cantidad en
peso de 1000 ppm o menos, más preferiblemente 500 ppm o menos,
basada en el peso del polímero.
La relación de carga de PDO a ácido tereftálico
o a un éster de alcohol inferior del ácido tereftálico que sea un
material de partida de la polimerización es preferiblemente de 0,8 a
3 en términos de relación en moles. Cuando la relación de carga es
menor que 0,8, la reacción de intercambio de ésteres apenas
transcurre, y la viscosidad intrínseca finalmente alcanzada es
pequeña cuando acaba la reacción de policondensación. Por otra
parte, cuando la reacción de carga es mayor que 3 disminuye el punto
de fusión y la blancura del polímero tiende a disminuir. La
relación de carga es preferiblemente de 1,4 a 2,5, más
preferiblemente de 1,5 a 2,3.
Con el fin de permitir que la reacción
transcurra suavemente preferiblemente se usa un catalizador.
Ejemplos del catalizador incluyen alcóxidos de titanio
representados por tetrabutóxido de titanio y tetraisopropóxido de
titanio, óxidos de metales tales como precipitados amorfos de óxido
de titanio, coprecipitados amorfos de óxido de titanio/sílice y
precipitados amorfos de zirconio, y carboxilatos metálicos tales
como acetato de calcio, acetato de magnesio, acetato de cobalto y
acetato de antimonio. De cara a la velocidad de reacción, la
blancura del polímero y la estabilidad térmica se prefiere el uso de
tal sustancia en una cantidad de 0,01 a 0,2% en peso,
preferiblemente de 0,05 a 0,12% en peso basada en el total de
monómeros del componente tipo ácido carboxílico. La temperatura de
reacción es 150ºC o más, preferiblemente de aproximadamente 200 a
250ºC. La reacción puede llevarse a cabo mientras se separa por
destilación los subproductos agua y alcohol tal como metanol.
Usualmente, el tiempo de reacción es de 2 a 10 horas,
preferiblemente de 2 a 4 horas. La masa reaccionante así obtenido
es un éster de PDO del ácido tereftálico y/o su oligómero. La
reacción de esterificación y la reacción de intercambio de ésteres
pueden opcionalmente llevarse a cabo sucesiva y continuamente en dos
o más depósitos de reacción.
Puede producirse un PTT sometiendo el éster de
PDO del ácido tereftálico y/o su oligómero a una reacción de
policondensación.
En la reacción de policondensación,
opcionalmente se añade un alcóxido de titanio, representado por
tetrabutóxido de titanio y tetraisopropóxido de titanio, o un óxido
de un metal tal como un precipitado de óxido de titanio amorfo,
coprecipitados amorfos de óxido de titanio/sílice y un precipitado
amorfos de zirconio, en una cantidad de 0,01 a 0,2% en peso,
preferiblemente de 0,03 a 0,15% en peso basado en el total de
monómeros totales de los componentes tipo ácido carboxílico. Cuando
la cantidad de catalizador es extremadamente grande se produce una
descomposición térmica y no se satisface la fórmula (1) que se
describirá después. Por otra parte, cuando la cantidad es demasiado
pequeña no puede aumentarse el grado de polimerización. El
catalizador usado en la reacción de esterificación y la reacción de
intercambio de ésteres puede usarse como el catalizador de
policondensación sin procesado adicional. Alternativamente, el
catalizador puede añadirse nuevamente. De estos catalizadores, los
catalizadores basados en titanio son efectivos para cualquiera de
las reacciones de esterificación, de intercambio de ésteres y de
policondensación. Los catalizadores basados en titanio son por lo
tanto los más preferidos por las siguientes razones. Cuando se
añade un catalizador basado en titanio en la etapa de la reacción
de intercambio de ésteres o en la reacción de policondensación, la
reacción de policondensación puede llevarse a cabo sin añadirlo
nuevamente antes de la reacción de policondensación o añadiendo sólo
una pequeña cantidad incluso cuando la adición es necesaria.
La reacción de policondensación puede llevarse a
cabo mientras se satisfaga la fórmula (1)
(1)[-OH]/([-OH] + [-COOH] +
[-CH_{2}CH=CH_{2}]) \ x \ 100 \geq
40
\newpage
en la que [-OH], [-COOH] y
[-CH_{2}CH=CH_{2}] representan el contenido de grupos hidroxilo,
el contenido de grupos carboxilo y el contenido de grupos alilo en
los terminales moleculares del PTT, respectivamente. Además, la
unidad en [] es mequivalente/kg de
polímero.
\global\parskip0.900000\baselineskip
Los terminales moleculares del PTT son
principalmente un grupo hidroxilo, un grupo carboxilo y un grupo
alilo.
El término de la izquierda de la no igualdad de
la fórmula (1) muestra la proporción de grupos hidroxilo respecto a
los grupos totales de los terminales moleculares en el PTT que se
está formando o que se va a formar. En la presente invención, el
término de a izquierda tiene que ser 40% o más. Cuando el valor es
menor que 40%, disminuye la contribución de la reacción de
descomposición térmica y la descarga de PDO la viscosidad intrínseca
no puede alcanzar 0,85 dL/g. Debido a que los grupos carboxilo y
los grupos alilo también son una medida del grado de descomposición
térmica, la magnitud del término de la izquierda es preferiblemente
50% o más, más preferiblemente 55% o más, de cara no sólo a la
velocidad de alcanzar un grado de polimerización deseado sino
también al tono del color, estabilidad de la resistencia a la
oxidación y estabilidad en estado fundido del polímero así
obtenido.
Para llevar a cabo la descarga de PDO con alta
eficiencia y para completar la reacción de policondensación antes
de que ocurra una descomposición drástica del PTT se requiere un
método específico de llevar a cabo la reacción de policondensación
mientras se satisface la fórmula (1). Se recomienda que tal método
de polimerización satisfaga las siguientes dos condiciones: 1) la
reacción de policondensación se lleva a cabo a una temperatura tan
baja como sea posible para que apenas se produzca descomposición
térmica; y 2) una masa reaccionante de policondensación es
continuamente arrastrado desde la porción más profunda del depósito
de reacción para formar una película fina de modo que se acreciente
la eficiencia de descarga del PDO y la película se renueve
continuamente para que el PDO se descargue de la nueva superficie.
Es decir, el catalizador, la agitación, el grado de vacío, la
cantidad de catalizador y variables semejantes de la reacción de
policondensación tienen que ajustarse para que se satisfaga la
fórmula (1).
La temperatura adecuada para la condición 1) es
preferiblemente de 235 a 270ºC, particular y preferiblemente de 245
a 265ºC. Además, cuando la temperatura de reacción se sube mientras
permanece una gran cantidad de PDO, la relación de copolimerización
de BPE tiende a superar el 2% en peso. Por lo tanto, se prefiere que
la temperatura de reacción no se suba a 255ºC o más hasta que la
cantidad restante de PDO llegue a ser 5% o menos. Por otra parte,
es particularmente preferido llevar a cabo la reacción de
policondensación mientras se satisface la fórmula (2) mencionada
más adelante cuando la viscosidad intrínseca de la masa reaccionante
de policondensación es 0,5 dL/g o más, como un procedimiento de
polimerización que satisface la condición 2). El grado de vacío
durante la reacción de polimerización es de 1,33 x 10^{-5} a 0,27
kPa, preferiblemente de 1,33 a 93,3 Pa.
fórmula (2)S/V
\geq
0,07
S: área superficial total (cm^{2}) de la masa
reaccionante de policondensación,
V: peso (g) de la masa reaccionante de
policondensación.
En la presente memoria S designa el área
superficial total de la porción de la masa reaccionante de
policondensación que entra en contacto con la fase gas (que puede
estar en un estado de presión reducida) cuando se lleva a cabo la
reacción de policondensación.
Más adelante se mostrará un método específico de
medir S. El área superficial total del producto de policondensación
que entra en contacto con la fase gas es la suma de los siguientes
tres términos: (a) la superficie de la disolución de la masa
reaccionante presente en la porción inferior del depósito de
reacción; (b) la superficie de la masa reaccionante que se adhiere
a la pala de agitación; y (c) la superficie de la masa reaccionante
semejante a una película que gotea de la pala de agitación. S se
mide por procedimientos que se explican más adelante. El interior
del depósito de polimerización durante la agitación se observa
visualmente, o se toman fotos del mismo con una cámara o se graba
una película del mismo con una cámara de vídeo, o métodos
semejantes, y se observa el estado de la superficie de la masa
reaccionante.
Por ejemplo, cuando se usa el depósito de
reacción que se muestra en la Fig. 1 puede concluirse de la
observación de la reacción de policondensación que se produce en el
depósito de reacción que solo debe determinarse (a) porque ni (b)
ni (c) están presentes. El área transversal S de un depósito de
reacción 102 corresponde sustancialmente a S.
Cuando, como se muestra en la Fig. 2, se usa una
pala helicoidal y se hace rotar en la dirección en que arrastre la
masa reaccionante hacia arriba se observa el siguiente fenómeno. La
superficie de la disolución de la masa reaccionante forma un cono
inverso como se muestra en la Fig. 2; la masa reaccionante
arrastrado se adhiere a la pala, es elevado y finalmente gotea
sobre la disolución de masa reaccionantes en la porción inferior.
Por consiguiente, el área superficial en (a) puede determinarse
suponiendo que la superficie de la disolución fotografiada con una
cámara es un cono. El área de (b) puede determinarse desde las
superficies frontal y trasera de una porción de la pala desde la
superficie de la disolución a la parte en la que desaparece la
adhesión de la masa reaccionante. El área de (c) puede determinarse
tomando una foto de una masa reaccionante que gotea en un instante
y obteniendo el área de la foto el área de ambas superficies. Debido
a que (c) varía en alguna extensión con el tiempo se prefiere tomar
la foto cinco veces y obtener el valor medio de las cinco fotos. S
puede obtenerse sumando las áreas (a), (b) y (c) así obtenidas.
Además, cuando se usa una pala helicoidal como la mostrada en la
fig. 2, la rotación del eje rotatorio en la dirección en la que la
masa reaccionante es arrastrado hacia los lados en sentido
descendente forma una superficie de masa reaccionante como se
muestra en la fig. 1. Por lo tanto, la dirección de rotación del
eje rotatorio llega a ser importante.
Cuando se permite que la masa reaccionante se
deslice por una red fija y caer como se muestra en la fig. 3, ni
(a) ni (b) están presentes. Por lo tanto, se fotografía la
superficie de la disolución cubierta por la masa reaccionante en la
etapa de la reacción de policondensación, y el área de las
superficies frontal y trasera (que corresponden a (c)) se define
como S.
El aparato de reacción con agitación horizontal
que se muestra en la Fig. 4 es similar al aparato de la Fig. 2. En
este caso, el área de la superficie es como sigue: (a) es el área de
la superficie de la disolución presente en la porción inferior del
depósito de reacción; (b) es la suma de las áreas de las superficies
frontal y trasera de la porción de las palas de agitación por
encima de la superficie de la disolución; y (c) se obtiene de la
misma manera que en la fig. 2 tomando fotos con una cámara.
El método específico para calcular S que se
explicó anteriormente produce un error que en alguna extensión
depende del movimiento de la masa reaccionante. Sin embargo, hay
poca arbitrariedad en el operador que realiza las medidas, y la
exactitud es suficiente para la definición de la presente invención.
Por otra parte, V es el peso teórico de un polímero obtenido a
partir del material de partida colocado en el depósito. Debido a
que la masa reaccionante en la policondensación que ha de reaccionar
tiene un grado de polimerización bastante alto, el peso es
aproximadamente igual al peso teórico del polímero. Para la reacción
de policondensación de la Fig. 4, el peso teórico es igual al peso
del polímero presente en el depósito de reacción en el estado
estacionario.
La relación S/V designa el área superficial por
unidad de peso de la masa reaccionante en la policondensación. Un
valor mayor de S/V significa que la renovación de la superficie se
lleva a cabo activamente. Como resultado, se promueve la separación
de PDO que es un subproducto, y disminuye la extensión en la que la
reacción está influida por la des-
composición térmica. Por lo tanto, el grado de polimerización puede aumentarse en un corto período de tiempo.
composición térmica. Por lo tanto, el grado de polimerización puede aumentarse en un corto período de tiempo.
Cuando la relación S/V es menor que 0,07
cm^{2}/g, llega a ser difícil la separación eficiente del PDO y
la producción de un PTT que tenga un alto grado de polimerización,
que es un objeto de la presente invención. Aunque es mejor una
relación S/V mayor, se prefiere una relación S/V de 100 cm^{2}/g o
menos de cara al tamaño del depósito de polimerización. La relación
S/V es preferiblemente 0,1 cm^{2}/g o más, más preferiblemente
0,15 cm^{2}/g o más. Por otra parte, preferiblemente, la
superficie de la masa reaccionante a reaccionar en la
policondensación se renueva continuamente.
Además, la condición de satisfacer la fórmula
(2) es que la masa reaccionante tenga una viscosidad intrínseca de
0,5 dL/g o más. Cuando la viscosidad intrínseca es menor que 0,5
dL/g, la masa reaccionante muestra una baja viscosidad de la masa
fundida. Como resultado, la satisfacción de la fórmula (2) carece de
sentido porque la descarga del PDO es fácil incluso cuando la
relación S/V es menor que 0,07 cm^{2}/g. La satisfacción de la
fórmula (2) no llega a ser una condición óptima para la descarga
eficiente de PDO hasta que la masa reaccionante tenga una
viscosidad intrínseca de 0,5 dL/g o más, a la cual la difusión del
PDO en la masa reaccionante y la descarga del PDO de su superficie
se torna difícil. La fórmula (2) puede satisfacerse fácilmente
incluso cuando la masa reaccionante tenga una viscosidad intrínseca
de menos que 0,5 dL/g.
Cuando se satisface la fórmula (2), se prefiere
que se haga que la masa reaccionante forme continuamente una
película por agitación. Un procedimiento de polimerización preferido
forma, durante la etapa de polimerización, una película que tenga
un espesor de 20 mm o menos, preferiblemente 10 mm o menos, más
preferiblemente 1 mm o menos. Depósitos de policondensación
preferidos en los que se lleva a cabo tal reacción de
policondensación como se mencionó anteriormente incluyen: un
depósito en el que se permite que un éster de PDO del ácido
tereftálico y/o su oligómero, obtenidos por una reacción de
esterificación o una reacción de intercambio de ésteres, caiga a lo
largo de una varilla o red fina para formar una película; un
depósito en el que se permite que el éster o/y su oligómero en un
estado semejante a una película se deslicen a lo largo de una
pendiente; y un depósito en el que el éster o/y su oligómero se
arrastran continuamente hacia arriba desde el depósito de
polimerización con una pala helicoidal, una pala semejante
a una jaula, o una pala semejante, y se transforman en una película durante el arrastre o el goteo tras el arrastre.
a una jaula, o una pala semejante, y se transforman en una película durante el arrastre o el goteo tras el arrastre.
El procedimiento para producir un PTT de la
presente invención puede aplicarse tanto a la polimerización en
discontinuo como a la polimerización en continuo. Es importante que
la polimerización en continuo incluya al menos las etapas que se
explicarán más adelante de cara a la reactividad de la
polimerización y al tono del color, estabilidad de la resistencia a
la oxidación y estabilidad en estado fundido del polímero así
obtenido esto es, se prefiere usar el depósito de reacción y el
aparato de polimerización siguientes: un depósito de reacción para
llevar a cabo al menos una reacción de intercambio de ésteres o/y
una reacción de esterificación en la que el ácido tereftálico o/y
su éster de alcohol inferior y de PDO se alimenten continuamente, y
en el que pueda formarse continuamente el éster de PDO del ácido
tereftálico y/o su oligómero; y un aparato de polimerización en el
que estén conectados sucesivamente dos o más depósitos de reacción
de policondensación. Aunque puede usarse un depósito de reacción de
policondensación, deberían usarse y conectarse en serie al menos
dos o más, preferiblemente tres o más depósitos de reacción de
policondensación. La masa reaccionante en policondensación aumenta
su grado de polimerización cuando el producto pasa por una
pluralidad de depósitos de reacción de policondensación. Cuando el
número de depósitos de reacción por los que pasa la masa
reaccionante aumenta se prefiere aumentar la temperatura de
reacción y el grado de vacío. La masa reaccionante tiene
preferiblemente una viscosidad intrínseca de 0,3 dL/g o más,
preferiblemente 0,5 dL/g o más hasta que alcanza el depósito de
policondensación final.
El PTT así obtenido puede peletizarse por un
método conocido y usarse como materia prima par fibras, artículos
moldeados y películas. Por otra parte, el PTT puede alimentarse a
una máquina de moldeo para formar fibras o película, o puede
moldearse por inyección o extrusión. Ejemplos de la fibra incluyen
filamentos, fibras cortas, hilos compuestos, hilos monofilamentos o
tejidos no tejidos.
Por otra parte, con el fin de aumentar el grado
de polimerización del PTT y disminuir la cantidad del oligómero
cíclico, el PTT así obtenido puede someterse a una polimerización en
fase sólida. El PTT de la invención muestra, comparado con los
otros PTTs, una alta velocidad de polimerización en fase sólida, y
es excelente en tono del color, estabilidad de resistencia a la
oxidación y estabilidad en estado fundido. Como método de
polimerización en fase sólida puede aplicarse un método conocido.
Esto es, el PTT de la invención en pelets, polvo, estado fibroso,
estado semejante a una placa, estado semejante a un bloque o un
estado semejante, puede polimerizarse en fase sólida a una
temperatura de 170 a 220ºC durante 3 a 100 horas en presencia de un
gas inerte tal como nitrógeno o argón, o a una presión reducida de
13,3 kPa o menor, preferiblemente 1,33 kPa o menor. El PTT así
obtenido puede mostrar un aumento en el grado de polimerización en
términos de una viscosidad intrínseca de 0,1 dL/g o más en
comparación con el del PTT al final de la polimerización en masa
fundida. Puede hacerse que la viscosidad intrínseca final alcance
1,5 dL/g independientemente de la viscosidad intrínseca del PTT
materia prima. Por otra parte, la polimerización en fase sólida
puede reducir la cantidad de dímero cíclico a menos que 1,5% en
peso.
La presente invención se explicará en lo que
sigue haciendo referencia a los ejemplos. Sin embargo, la presente
invención no está de ninguna manera restringida a los mismos.
Además, los valores principales medidos en los ejemplos se
determinaron mediante los siguientes procedimientos.
Usando un viscosímetro Ostwald y
o-clorofenol a 35ºC se mide la relación
\eta_{sp}/C de la viscosidad específica \eta_{sp} a la
concentración C (g/100 mL), y la viscosidad intrínseca [\eta] se
obtiene a partir de la siguiente fórmula extrapolando la
concentración a cero:
[\eta] = lim
(\eta_{sp}/C)
C \rightarrow
0
\vskip1.000000\baselineskip
Se añade alcohol bencílico en una cantidad de 25
mL a 1 g de PTT, y la mezcla se calienta a 200ºC durante 15 minutos
en una atmósfera de nitrógeno. Se añaden a la mezcla tres gotas de
indicador fenolftaleína y 25 mL de cloroformo, y el contenido de
grupos carboxilo terminales se determina valorando con una
disolución 0,02 N de hidróxido de potasio en alcohol bencílico.
Se disuelven el PTT en una mezcla de disolventes
de CDCl_{3}/(CF_{3})_{2}CDOD (relación en volumen 1:1),
y se realizan medidas usando ^{1}H-RMN (nombre
comercial del equipo FT-NMR DPX-400,
fabricado por Bruker). Como referencia se usa tetrametilsilano.
Se añade PTT en una cantidad de 2 g a 25 mL de
una disolución 2 N de hidróxido de potasio en metanol, y la mezcla
se mantiene a reflujo durante 4 horas para que se efectúe la
solvolisis. La cantidad se determina cuantitativamente por
cromatografía de gases usando la disolución en metanol. La cantidad
se mide con una columna (nombre comercial BOND
DB-WAX, 0,25 mm x 30 m (0,25 \mum)) calentando una
muestra a una temperatura de 150 a 230ºC a una velocidad de
20ºC/min mientras se permite que fluya helio a un caudal de 100
mL/min. Como detector se usa un detector de ionización por
llama.
Se mantiene a 220ºC durante 24 horas en aire una
muestra del PTT así obtenido. Como índice de la estabilidad de la
resistencia a la oxidación se usa el valor b* de la muestra
subsiguiente al tratamiento.
La estabilidad en estado fundido se evalúa por
un método de evaluación acelerada que se explica más adelante. La
hilatura del PTT se lleva a cabo en las siguientes condiciones y se
evalúa la estabilidad en estado fundido.
Temperatura de extrusión: 265ºC.
Tobera de hilatura: 36 agujeros que tienen un
diámetro de 0,35 mm y una longitud de 0,7 mm dispuestos en una
única fila.
Flujo de descarga: 23 g/min.
Velocidad de bobinado: 4000 m/min.
Tasa de disminución de la viscosidad: la
disminución de la tasa se obtiene limpiando el hilo así obtenido,
midiendo la viscosidad intrínseca y calculando la tasa por la
siguiente fórmula:
\vskip1.000000\baselineskip
Estabilidad en estado fundido (%) =
(viscosidad intrínseca del hilo)/(viscosidad intrínseca
de la composición del PTT materia prima) x 100
de la composición del PTT materia prima) x 100
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
1
En un autoclave de 3 litros equipado con una
pala semejante a una placa mostrado en la Figura 1 se cargaron 1300
g (6,7 moles) de tereftalato de dimetilo (de aquí en adelante
abreviado como DMT), 1121 g (14,7 moles) de PDO y 0,78 g de
tetrabutóxido de titanio y se llevó a cabo la reacción de
intercambio de ésteres a 220ºC mientras se separaba el metanol por
destilación. La relación de la reacción de intercambio de ésteres
fue 95%. Después de finalizar la reacción de intercambio de ésteres
se añadieron a la mezcla de reacción 0,52 g de tetrabutóxido de
titanio y 0,65 g de fosfato de trimetilo, y el contenido se agitó
durante 30 minutos. La reacción de policondensación se llevó a cabo
a 260ºC agitando el contenido a 260ºC, con un grado de vacío de
13,3 a 66,7 Pa, con una pala hecha girar a 100 rpm mientras se
separaba el PDO por destilación. Cuando se observó con una cámara
de vídeo el estado agitado del depósito de policondensación, la masa
de reacción formaba una superficie de disolución sin formar una
película, y se hizo rotar integralmente (véase el número de
referencia 101 en la Fig. 1). La rotación integral se produjo porque
la pala de agitación no pudo arrastrar la masa reaccionante hacia
arriba debido a su forma semejante a una placa.
El par de agitación aumentó con el tiempo
durante la reacción de policondensación y el grado de polimerización
también aumentó. Sin embargo, el par de agitación mostró un
fenómeno de valor máximo aproximadamente 4 horas después de
comenzar la reacción de policondensación. Entonces, el par de
agitación cambió para disminuir ligeramente. Una muestra de PTT
tomada en la etapa en la que el par de agitación mostró el fenómeno
de valor máximo tuvo una viscosidad intrínseca de 0,8 dL/g, un
valor L* de 87 y un valor b* de 6,2. En la polimerización del PTT
no se satisfizo la fórmula (1). Por ejemplo, el valor del término de
la izquierda de la fórmula (1) fue 32% cuando la reacción de
policondensación hubo terminado. Por otra parte, la relación S/V en la etapa final de la polimerización fue 0,05 cm^{2}/g.
policondensación hubo terminado. Por otra parte, la relación S/V en la etapa final de la polimerización fue 0,05 cm^{2}/g.
La reacción de polimerización se llevó a cabo
separadamente usando un reactor de polimerización de 1000 litros
aumentando la relación de carga por un factor de 333. También se
observó un fenómeno similar, y un PTT muestreado en la etapa del
fenómeno de valor máximo mostró una viscosidad intrínseca de 0,71
dL/g. En la reacción de policondensación del PTT no se satisfizo la
fórmula (1). Por ejemplo, el término de la izquierda de la fórmula
(1) fue 30% cuando la reacción de policondensación hubo terminado y
los valores L* y b* fueron 87 y 7,8, respectivamente. La relación
S/V en la etapa final de la polimerización fue 0,01 cm^{2}/g.
Además, la polimerización del PBT se llevó a
cabo separadamente en el mismo estado que el descrito anteriormente
excepto que en lugar de PDO se usó 1,4-butanodiol en
la misma cantidad en términos de número de moles. El estado fue el
mismo porque la diferencia del punto de fusión entre el PTT y el PBT
fue pequeña. La polimerización no mostró ni un máximo en el par de
agitación ni una disminución de la velocidad de polimerización
incluso cuando la polimerización se llevó a cabo durante 4 horas.
El polímero mostró entonces una viscosidad intrínseca de 1,0 dL/g.
No se observó ningún fenómeno de valor máximo incluso cuando la
escala del experimentó se agrandó hasta 1000 litros.
La polimerización del PET se llevó a cabo usando
el mismo número de moles de etilenglicol en lugar de PDO. Debido a
que el punto de fusión del PET era mayor en aproximadamente 30 a
40ºC que el del TT, la temperatura de la reacción de
policondensación se programó a 290ºC. La polimerización se llevó a
cabo en las mismas condiciones excepto la temperatura de reacción.
La polimerización del PET no mostró ni un máximo del par de
agitación ni una disminución de la velocidad de polimerización
incluso cuando la polimerización se llevó a cabo durante cuatro
horas. La masa reaccionante mostró una viscosidad intrínseca de 1,0
dL/g cuando la polimerización se llevó a cabo durante 4 horas. No
se
observó ningún fenómeno de valor máximo incluso cuando la escala del experimentó se agrandó hasta 1000 litros.
observó ningún fenómeno de valor máximo incluso cuando la escala del experimentó se agrandó hasta 1000 litros.
A partir de la explicación anterior puede
entenderse que el grado de polimerización del PTT probablemente no
aumente y que la tendencia llega a ser importante cuando se aumenta
la escala de polimerización.
La Tabla 1 sumariza las condiciones de
polimerización y las propiedades del PTT así obtenido.
Se repitió el procedimiento del Ejemplo
Comparativo 1 usando el mismo depósito de reacción (3 litros) que
en el Ejemplo Comparativo 1 y cargando las mismas cantidades de
materiales de reacción excepto que el depósito de reacción se
equipó con una pala de agitación de tipo helicoidal mostrada en la
Fig. 2. Los valores medidos del término de la izquierda de la
fórmula (1) fueron 85, 75, 64 y 51% trascurridas 1, 2, 3 y 4 horas
después del comienzo de la reacción de policondensación. Los
resultados mostraron que durante la reacción de policondensación se
satisfizo la fórmula (1). Además, cuando la viscosidad intrínseca
fue 0,5 dL/g o más, la relación S/V fue de 0,17 a 0,24 cm^{2}/g.
Cuando la reacción de policondensación se observó de la misma manera
que en el Ejemplo Comparativo 1, una porción de la masa de reacción
elevada por la pala de agitación helicoidal goteó, como se muestra
mediante el número de referencia 105 de la Fig. 2, para formar una
película. A continuación, se confirmó que el espesor de la película
era 1 mm o menos por observación desde una ventana de la parte
superior del depósito. La masa de reacción del depósito formó un
gran hueco en la porción central del depósito y el área superficial
aumentó mucho. La masa de reacción mostró, 4 horas después de la
reacción de policondensación, una viscosidad intrínseca de 1,0
dL/g, un valor L* de 90, un valor b* de 2,1, una cantidad de BPE de
0,17% en peso y una cantidad del dímero cíclico de 2,63% en
peso.
\global\parskip1.000000\baselineskip
La reacción de policondensación se llevó a cabo
separadamente aumentando la relación de carga por un factor de 1333
usando un depósito de polimerización que tenía una capacidad de 4000
litros obtenido agrandando similarmente el depósito de reacción
anterior. Cuando la reacción de policondensación se llevó a cabo
durante 4 horas, el PTT mostró una viscosidad intrínseca de 0,95
dL/g, un valor L* de 88 y un valor b* de 3,4. La reacción de
policondensación del PTT satisfizo la fórmula (1) y el término de la
izquierda de la fórmula (1) en la etapa de finalización de la
reacción de policondensación fue 47%. Por otra parte, cuando la
viscosidad intrínseca de la masa reaccionante fue 0,5 dL/g o más,
la masa reaccionante mostró una relación S/V de 0,07 cm^{2}/g; la
masa de reacción contenía 0,15% en peso de BPE y 2,54% en peso del
dímero cíclico.
La Tabla 1 sumariza las condiciones de la
reacción de polimerización y las propiedades del PTT así
obtenido.
Se permitió que tereftalato de
bis(3-hidroxipropilo) fluyera hacia abajo
continuamente a 251ºC en un estado de película (véase en número de
referencia 105 en la Fig. 3) a lo largo de un red (106) fijada a la
porción central de un depósito de reacción cilíndrico (107) en la
Fig. 3, y que cayera en un reservorio colocado bajo el depósito de
reacción. La presión atmosférica dentro del depósito de reacción
cilíndrico se redujo a 66,7 Pa y el tiempo de residencia durante el
que la disolución de reacción cae en el reservorio fue horas. Cuando
una porción de la disolución de reacción caía a lo largo de la red
se fotografió con una cámara de vídeo la película de disolución. Se
midió el espesor de la película y fue 1 mm o menos. La reacción de
policondensación se llevó a cabo mientras se satisfizo la fórmula
(1). Por ejemplo, se recogió una muestra del centro de la red y
otra muestra del reservorio y se determinaron los valores del
término de la izquierda de la fórmula (1). El valor del término de
la izquierda de la muestra anterior y el de la última muestra fueron
74 y 58%, respectivamente. El PTT del reservorio mostró una
viscosidad intrínseca de 1,2 dL/g, un valor L* de 90 y un valor b*
de 2,3. El PTT así obtenido contenía 0,18% en peso de BPE y 2,42% en
peso del dímero cíclico.
La Tabla 1 sumariza las condiciones de la
reacción de polimerización y las propiedades del PTT así
obtenido.
En un autoclave de 3 litros equipado con una
pala de agitación del tipo helicoidal mostrado en la Fig. 2 se
cargaron 1112 g (6,7 moles) de ácido tereftálico (de aquí en
adelante abreviado como TPA), 1121 g (14,7 moles) de PDO y 0,78 g
de tetrabutóxido de titanio y se llevó a cabo la reacción de
intercambio de ésteres a 250ºC mientras se separaba el agua por
destilación. La relación de la reacción de intercambio de ésteres
fue 97% o más en la reacción. Después de finalizar la reacción de
intercambio de ésteres se añadieron a la mezcla de reacción 0,52 g
de tetrabutóxido de titanio y el contenido se agitó durante 30
minutos. La reacción de policondensación se llevó a cabo a 260ºC
con un grado de vacío de 13,3 a 67 Pa mientras se separaba el PDO
por destilación y se satisfacía la fórmula (1).
Por ejemplo, los valores medidos del término de
la izquierda de la fórmula (19 fueron 83, 74, 61 y 52% transcurridas
1, 2, 3 y 4 horas después del comienzo del reacción de
policondensación. Los valores satisficieron la fórmula (1). Cuando
se observó el estado de agitación de la misma manera que en el
Ejemplo 1, una porción de la masa reaccionante elevada por la pala
de agitación helicoidal goteó para formar una película. El espesor
de la película fue 1 mm o menos. Por otra parte, se formó un gran
hueco en la porción central del depósito y el área superficial
aumentó mucho. La masa de reacción mostró, 4 horas después de
comenzar la reacción de policondensación, una viscosidad intrínseca
de 0,98 dL/g, un valor L* de 91 y un valor b* de 3,1, y contenía
0,74% en peso de BPE y 2,32% en peso del dímero cíclico.
La reacción de polimerización se llevó a cabo
separadamente aumentando la relación de carga por un factor de 1333
usando un depósito de polimerización que tenía una capacidad de 4000
litros preparado agrandando similarmente el depósito anterior.
Cuando la reacción de policondensación se llevó a cabo durante 4
horas, el PTT mostró una viscosidad intrínseca de 0,94 dL/g, un
valor L* de 90 y un valor b* de 4,7. Además, la reacción de
policondensación del PTT se llevó a cabo mientras se satisfizo la
fórmula (1). Por ejemplo, el término de la izquierda de la fórmula
(1) en la etapa de finalización de la reacción de policondensación
fue 46%. El PTT así obtenido contenía 0,86% en peso de BPE y 2,26%
en peso del dímero cíclico.
La Tabla 1 sumariza las condiciones de la
reacción de polimerización y las propiedades del PTT.
Se produjo un PTT a un caudal de 20 Tm/día por
polimerización en continuo a partir de materiales de partida de TPA
y PDO que contenían 300 ppm o menos de compuestos que contenían
grupos carbonilo, usando un aparato de polimerización en continuo
mostrado en la Fig. 4. Para un depósito de reacción de
esterificación, un primer y un segundo depósito de reacción de
policondensación se usaron, respectivamente, tres aparatos
verticales de reacción con agitación que tenían cada uno una pala
de agitación espiral. Para un tercer depósito de reacción de
policondensación se usó un aparato horizontal de reacción con
agitación que tenía palas de agitación biaxiales semejantes a
discos.
La polimerización se llevó a cabo como se
explica a continuación. Se alimentó continuamente en el depósito de
reacción de esterificación una mezcla en estado de suspensión
preparada añadiendo a una suspensión de TPA y de PDO en una
relación molecular (TPA:PDO) de 1:1,5 0,1% en peso de tetrabutóxido
de titanio basado en el TPA, y la polimerización se llevó a cabo a
230ºC presión normal durante un tiempo de residencia de 200 minutos
mientras se descargaba agua para dar tereftalato de
bis(3-hidroxipropilo) y su oligómero que
tenían una viscosidad intrínseca de 0,1 dL/g. Seguidamente, se
añadieron a la masa de reacción 0,5% en peso de óxido de titanio
como agente deslustrante y 20 ppm de fosfato de trimetilo basados en
el PTT. La mezcla de reacción se introdujo continuamente en el
primer depósito de reacción de policondensación, y se sometió a una
reacción de policondensación a 250ºC a una presión reducida de 40
kPa durante un tiempo de residencia de 60 minutos. La masa de
reacción (que tenía una viscosidad intrínseca de 0,15 dL/g) así
obtenida se introdujo continuamente en el segundo depósito de
reacción de policondensación y se sometió a una reacción de
policondensación a 250ºC a una presión reducida de 2,7 kPa durante
un tiempo de residencia de 60 minutos. La masa de reacción (que
tenía una viscosidad intrínseca de 0,30 dL/g) así obtenida se
introdujo además en continuo en el tercer depósito de reacción de
policondensación y se sometió a una reacción de policondensación a
260ºC a una presión reducida de 200 Pa durante un tiempo de
residencia de 60 minutos. El valor del término de la izquierda de la
fórmula (1) fue 68% en la etapa final de la reacción de
policondensación. La masa reaccionante en el tercer depósito de
reacción mostró una viscosidad intrínseca de 0,5 dL/g o más y una
relación S/V de 1,5 cm^{2}/g cuando pasó por 1/3 del depósito de
polimerización. El PTT finalmente obtenido mostró una viscosidad
intrínseca de 0,95 dL/g, un valor L* de 88 y un valor b* de 2, y
contenía 1,1% en peso de BPE. El procedimiento de polimerización
presente puede operarse continuamente durante un año o más.
La Tabla 1 sumariza las condiciones de la
reacción de polimerización y las propiedades del PTT.
Se produjo un PTT a un caudal de 20 Tm/día por
polimerización en continuo a partir de materiales de partida de
tereftalato de dimetilo y PDO que contenían 300 ppm o menos de
compuestos que contenían grupos carbonilo, usando un aparato de
polimerización en continuo mostrado en la Fig. 4. Para un depósito
de reacción de esterificación, un primer y un segundo depósito de
reacción de policondensación se usaron, respectivamente, tres
aparatos verticales de reacción con agitación que tenían cada uno
una pala de agitación espiral. Para un tercer depósito de reacción
de policondensación se usó un aparato horizontal de reacción con
agitación que tenía palas de agitación biaxiales semejantes a
discos.
La polimerización se llevó a cabo como se
explica a continuación. Se alimentaron continuamente en el depósito
de reacción de esterificación DMT fundido a 180ºC, PDO a 190ºC y
0,1% en peso de tetrabutóxido de titanio basado en el DMT, de modo
que la relación molecular de DMT:PDO fuera de 1:2,5, y la
polimerización se llevó a cabo a 230ºC presión normal durante un
tiempo de residencia de 100 minutos mientras se descargaba metanol
para dar tereftalato de bis(3-hidroxipropilo)
y su oligómero que tenían una viscosidad intrínseca de 0,08
dL/g.
Seguidamente, se añadieron a la masa de reacción
0,5% en peso de óxido de titanio como agente deslustrante y 20 ppm
de fosfato de trimetilo basados en el PTT. La mezcla de reacción se
introdujo continuamente en el primer depósito de reacción de
policondensación, y se sometió a una reacción de policondensación a
250ºC a una presión reducida de 40 kPa durante un tiempo de
residencia de 60 minutos. La masa de reacción (que tenía una
viscosidad intrínseca de 0,1 dL/g) así obtenida se introdujo
continuamente en el segundo depósito de reacción de
policondensación y se sometió a una reacción de policondensación a
250ºC a una presión reducida de 2,7 kPa durante un tiempo de
residencia de 60 minutos. La masa de reacción (que tenía una
viscosidad intrínseca de 0,30 dL/g) así obtenida se introdujo
además en continuo en el tercer depósito de reacción de
policondensación y se sometió a una reacción de policondensación a
260ºC a una presión reducida de 200 Pa durante un tiempo de
residencia de 60 minutos. El valor del término de la izquierda de la
fórmula (1) fue 68% en la etapa final de la reacción de
policondensación. La masa reaccionante en el tercer depósito de
reacción mostró una viscosidad intrínseca de 0,5 dL/g o más y una
relación S/V de 1,5 cm^{2}/g cuando pasó por 1/3 o más del
depósito de polimerización. El PTT finalmente obtenido mostró una
viscosidad intrínseca de 0,95 dL/g, un valor L* de 90 y un valor b*
de 2,5, y contenía 0,25% en peso de BPE y 2,56% en peso del dímero
cíclico. El procedimiento de polimerización presente puede operarse
continuamente durante un año o más.
La Tabla 1 sumariza las condiciones de la
reacción de polimerización y las propiedades del PTT.
Los pelets del PTT obtenido en el Ejemplo 1 en
un depósito de polimerización de 4000 litros se sometieron a una
polimerización en fase sólida a 205ºC en un flujo de gas nitrógeno a
un caudal de 10 L/min durante 30 horas. El PTT así obtenido mostró
una viscosidad intrínseca de 1,35 dL/g, un término de la izquierda
en la fórmula (1) de 42%, valor L* de 92 y un valor b* de 1,2, y
contenía 0,16% en peso de BPE y 1,00% en peso del dímero cíclico.
El PTT así obtenido fue excelente tanto en la estabilidad de la
resistencia a la oxidación como en la estabilidad en estado fundido
(la hilatura en estado fundido se llevó a cabo a 290ºC).
La Tabla 1 sumariza las condiciones de la
reacción de polimerización y las propiedades del PTT.
Los pelets del PTT obtenido en el Ejemplo 3 en
un depósito de polimerización de 4000 litros se sometieron a una
polimerización en fase sólida a 205ºC en un flujo de gas nitrógeno
durante 40 horas. El PTT así obtenido mostró una viscosidad
intrínseca de 1,39 dL/g, un término de la izquierda en la fórmula
(1) de 48%, valor L* de 92 y un valor b* de 0,7, y contenía 0,77%
en peso de BPE y 0,97% en peso del dímero cíclico. El PTT así
obtenido fue excelente tanto en la estabilidad de la resistencia a
la oxidación como en la estabilidad en estado fundido (la hilatura
en estado fundido se llevó a cabo a 290ºC).
La Tabla 1 sumariza las condiciones de la
reacción de polimerización y las propiedades del PTT.
Se usó el mismo depósito de reacción (3 litros)
que en el Ejemplo Comparativo 1, excepto que el depósito de
reacción se equipó con una pala de agitación helicoidal mostrado en
la Fig. 2, y se usó la misma cantidad de carga que en el Ejemplo
Comparativo 1 siempre que durante la reacción de policondensación la
velocidad de rotación de la pala se disminuyó a 5 rpm; se llevó a
cabo la misma investigación que en el mismo. Los valores medidos
del término de la izquierda de la fórmula (1) fueron 78, 70, 52 y
41% trascurridas 1, 2, 3 y 4 horas después del comienzo de la
reacción de policondensación. Los resultados mostraron que durante
la reacción de policondensación se satisfizo la fórmula (1). Cuando
la viscosidad intrínseca fue 0,5 dL/g o más, la relación S/V fue
0,05 cm^{2}/g.
Cuando habían transcurrido 4 horas desde el
comienzo de la reacción de policondensación, el PTT mostró una
viscosidad intrínseca de 0,83 dL/g, un valor L* de 87 y un valor b*
de 4,6, y contenía 0,17% en peso de BPE y 2,65% en peso del dímero
cíclico.
La Tabla 1 sumariza las condiciones de la
reacción de polimerización y las propiedades del PTT.
Ejemplo comparativo
2
Se repitió el procedimiento del experimento del
Ejemplo 1 a una escala de 1000 litros excepto que la temperatura de
polimerización se programó a 282ºC y que la reacción de
policondensación se llevó a cabo durante 2 horas. Cuando la
polimerización hubo acabado el término de la izquierda de la fórmula
(1) fue 30%.
El PTT así obtenido mostró una viscosidad
intrínseca de 0,80 dL/g, un valor L* de 87 y un valor b* de 8,7, y
contenía 0,17% en peso de BPE y 2,67% en peso del dímero cíclico. El
PTT así obtenido mostró una estabilidad de la resistencia a la
oxidación y una estabilidad en estado fundido insuficientes. Por
otra parte, el PTT se sometió a una polimerización en fase sólida a
205ºC en un flujo de gas nitrógeno durante 40 horas. El PTT
resultante mostró una viscosidad intrínseca no mayor que 1,21 dL/g.
Además, el término de la izquierda de la fórmula (1) fue 27.
La Tabla 1 sumariza las condiciones de la
reacción de polimerización y las propiedades del PTT.
El PTT obtenido en el Ejemplo 1 fue moldeado por
inyección para formar engranajes y conectores. Los artículos
moldeados así obtenidos fueron excelentes en blancura y no mostraron
ningún cambio sustancial de color cuando se calentaron en aire a
130ºC durante 24 horas. En contraste con los artículos anteriores,
los artículos moldeados preparados a partir del PTT del Ejemplo
Comparativo 1 de la misma manera que se explicó anteriormente
estaban coloreados de amarillo y mostraron un aumento significativo
del amarilleamiento cuando se trataron a 130ºC en aire durante 24
horas.
Una película preparada inyectando el PTT
obtenido en el Ejemplo 1 a 265ºC a través de una matriz, de 0,2 mm
(ancho) x 50 mm (longitud), se estiró a 135ºC en la dirección
longitudinal en una relación de 1,5 y en la dirección transversal
en una relación de 1,2 para dar una película resistente. La película
así obtenida no se coloreó, y no mostró ningún cambio sustancial de
color cuando se trató en aire a 130ºC durante 24 horas. En
contraste con la película anterior, una película preparada a partir
del PTT obtenido en el Ejemplo Comparativo 1 de la misma manera que
se explicó anteriormente se coloreó de amarillo y llegó a ser
significativamente amarillenta cuando se trató a 130ºC en aire
durante 24 horas.
La presente invención puede proporcionar un PTT
que tenga un peso molecular en el intervalo de bajo a alto y que
sea excelente en el tono de color, la estabilidad de la resistencia
a la oxidación y la estabilidad en estado fundido incluso cuando el
PTT se prepare por polimerización a escala industrial. Por otra
parte, debido a que la velocidad de polimerización en fase sólida
del PTT es alta puede proporcionarse un PTT que tenga un peso
molecular aún mayor sin que sufra mucha descomposición térmica. El
PTT así obtenido puede usarse para cualquiera de las aplicaciones
tales como la formación de fibras, el moldeo de resinas y la
formación de películas.
Claims (8)
1. Un poli(tereftalato de trimetileno),
que consiste en unidades de tereftalato de trimetileno y,
opcionalmente, 2% en peso o menos de
bis(3-hidroxipropil) éter copolimerizado,
obteniéndose solo por polimerización en estado fundido y
satisfaciendo las siguientes condiciones (1) a (3):
- (1)
- la viscosidad intrínseca es de 0,85 a 1,5 dL/g;
- (2)
- [-OH]/([-OH] + [-COOH] + [-CH_{2}CH=CH_{2}]) x 100 \geq 40, en donde [-OH], [-COOH] y [-CH_{2}CH=CH_{2}] representan el contenido de grupos hidroxilo terminales, el contenido de grupos carboxilo terminales y el contenido de grupos alilo terminales del poli(tereftalato de trimetileno), respectivamente; y
- (3)
- el valor de L* es 80 ó más, y el valor de b* es de -1 a 5.
2. El poli(tereftalato de trimetileno)
según la reivindicación 1, en el que el valor de [-OH]/([-OH] +
[-COOH] + [-CH_{2}CH=CH_{2}]) x 100 es 50 ó más.
3. Un procedimiento para producir
poli(tereftalato de trimetileno), en el que el ácido
tereftálico y/o su éster de alcohol inferior se hacen reaccionar
con 1,3-propanodiol para formar el éster de
1,3-propanodiol del ácido tereftálico y/o su
oligómero, y la reacción de policondensación de la masa reaccionante
se lleva a cabo para dar un poli(tereftalato de trimetileno)
que consiste en unidades de tereftalato de trimetileno y,
opcionalmente, 2% en peso o menos de
bis(3-hidroxipropil) éter copolimerizado,
basado en las unidades repetitivas totales, procedimiento que
comprende llevar a cabo la reacción de policondensación a una
temperatura de 235 a 270ºC y con un vacío de 1,33 x 10^{-5} a
0,27 kPa mientras que se satisface la fórmula (1)
(1)[-OH]/([-OH] + [-COOH] +
[-CH_{2}CH=CH_{2}]) \ x \ 100 \geq
40
en la que [-OH], [-COOH] y
[-CH_{2}CH=CH_{2}] representan el contenido de grupos hidroxilo
terminales, el contenido de grupos carboxilo terminales y el
contenido de grupos alilo terminales del poli(tereftalato de
trimetileno), respectivamente, y mientras se satisface la fórmula
(2) cuando la viscosidad intrínseca de la masa reaccionante es 0,5
dL/g o
más
(2)S/V \geq
0,07
en la que S es el área superficial
total (cm^{2}) de la masa reaccionante de policondensación, y V es
su peso
(g).
4. El procedimiento para producir
poli(tereftalato de trimetileno) según la reivindicación 3,
caracterizado porque el valor de [-OH]/([-OH] + [-COOH] +
[-CH_{2}CH=CH_{2}]) x 100 en (1) es 50 ó más.
5. El procedimiento para producir
poli(tereftalato de trimetileno) según la reivindicación 3 ó
4, caracterizado porque la relación S/V en (2) es 0,15
cm^{2}/g o más.
6. El procedimiento según la reivindicación 3
para producir continuamente poli(tereftalato de trimetileno),
en el que el procedimiento al menos comprende las siguientes etapas
(1) a (5):
- (1)
- preparar un aparato de polimerización en el que uno o más depósitos de reacción (A) para llevar a cabo una reacción de intercambio de ésteres o/y una reacción de esterificación y dos o más depósitos de reacción de policondensación están sucesivamente conectados;
- (2)
- alimentar continuamente ácido tereftálico o/y su éster de alcohol inferior y 1,3-propanodiol a los depósitos de reacción (A), mediante lo cual se forma continuamente el éster de 1,3-propanodiol del ácido tereftálico y/o su oligómero;
- (3)
- alimentar continuamente los reaccionantes formados en la etapa (2) a los depósitos de reacción de policondensación, mediante lo cual se lleva a cabo una reacción de policondensación mientras se aumenta el grado de polimerización cuando los reaccionantes se hacen pasar sucesivamente por los dos o más depósitos de reacción de policondensación;
- (4)
- llevar a cabo la reacción de policondensación mientras se satisface la fórmula (1)
(1)[-OH]/([-OH] + [-COOH] +
[-CH_{2}CH=CH_{2}]) \ x \ 100 \geq
40
- en la que [-OH], [-COOH] y [-CH_{2}CH=CH_{2}] representan el contenido de grupos hidroxilo terminales, el contenido de grupos carboxilo terminales y el contenido de grupos alilo terminales del poli(tereftalato de trimetileno), respectivamente; y
- (5)
- llevar a cabo la policondensación adicionalmente mientras se satisface la fórmula (2) cuando la viscosidad intrínseca de la masa reaccionante es 0,5 dL/g o más
(2)S/V \geq
0,07
- en la que S es el área superficial total (cm^{2}) de la masa reaccionante de policondensación, y V es su peso (g).
7. Un método para producir un
poli(tereftalato de trimetileno), que comprende solidificar
una vez el poli(tereftalato de trimetileno) obtenido por el
procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, y
calentar continuamente o no continuamente el
poli(tereftalato de trimetileno) en fase sólida, mediante lo
cual la viscosidad intrínseca se incrementa en 0,1 dL/g o más en
comparación con la del poli(tereftalato de trimetileno) en el
momento en el que finaliza la reacción de policondensación.
8. Una fibra, un producto resina o una película,
caracterizadas porque la fibra, el producto resina o la
película se forman a partir del poli(tereftalato de
trimetileno) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2.
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