PT86929B - Processo para a preparacao de policlorofosfazeno na presenca de bis-(diclorofosforil)-imida - Google Patents

Processo para a preparacao de policlorofosfazeno na presenca de bis-(diclorofosforil)-imida Download PDF

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Description

PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE POLICLCROFOSFAZENO NA PRESENÇA DE BIS-(DICLOROFOSFORIL)-IMIDA”
A presente Invenção diz respeito a um processo para a preparação de policlorofosfazeno.
Descreveu-se (patente de invenção europeia publicada sob ο N« OO26635) um processo para a preparação de policlorofos fazenos de cadeia linear mediante policondensação de N-(diclorofosforil)-triclorofosfazeno de acordo com o seguinte esquema reaccional:
0 it -(n-l)P0Cl3 $ Cl I
n Cl2 P - N = PC13---------->C12 P ( N = 2 -4 Cl ι n
Cl
(1) (2)
Por comparação com 0 processo anterior descrito na patente de invenção norte-americana N« 3.370.020 (que utiliza co como composto inicial o hexaclorociclotrifosfazeno) o processo descrito na patente europeia referida antes permite obter polímeros não reticulados de massa molecular elevada, com contrôlo da massa molecular ao nível pretendido e utiliza um monómero fa cilmente acessível.
processo descrito nesta patente europeia realiza-se, geralmente, a uma temperatura entre 24o e 35O°C, durante um período compreendido entre 8 e várias dezenas de horas de acordo com o nível de massa molecular desejado.
A presente invenção propõe um aperfeiçoamento ao proces /
i go descrito na patente europeia referida antes. Mais precisamente, a presente invenção diz respeito a um processo para a preparação de policlorofosfazeno de cadeia linear mediante poli condensação de N-(diclorofosforil)-triclorofosfazeno, processo de acordo com o qual esta reacção de policondensação é sensivelmente acelerada.
Este processo caracteriza-se pelo facto de a reacção de policondensação do N-(diclorofosforil)-tricloroí'osfazeno se
realizar na totalidade ou em parté na presença de bis(dicloro-
fosforil)-imida, de fórmula:
0 0
II II
Cl2 P - NH - • P Cl (3)
A bis(dielorofosforil)-imida de fórmula 3 é já conhecida e não constitui um objecto da presente invenção. Foi descrito, por exemplo, por L. HIESEL, Η. Η. PATZMANN, Η. P. BARTICH em ”Z. Anorg . Allg. Chem.” t. 40^, página 219 (197M θ pode ser obtido numa primeira etapa de hidrólise do N-(diclorofosforiD-trlclorofosfazeno de fórmula 1. A eficácia deste com posto como catalisador de policondensação é, com efeito, eurpre endente na medida em que esta reacção de policondensação se deve realizar em absoluto na ausência de humidade, a qual conduz a uma reticulaçao do policlorofosfazeno.
Ora, , a bis-(diclorofosforil)-imida de fórmula 3 catalisa bem a policondensação do monómero de fórmula 1 em pollcolorofosfazenos de cadeia essencialmente linear, por consequência sem formação parcial de um gel reticulado, insolúvel e em geral não utilizável, que se forma quando o monómero de fór /
t mula 1 se encontra em contacto com a humidade, antes ou duran te a pollcondensação.
A quantidade de bis-(diclorofosforil)-imida de fórmula
- quantidade que se pode introduzir no reactor de pollcondensa ção no início, durante a policondesação ou progressivamente - é geralmente superior a 0,05 % molar, em relação ao monómero submetido à pollcondensação. A quantidade máxima de imida depende de diversos factores factores, em particular do valor da massa molecular desejada, da reactividade própria do monómero de fórmula 1 e da temperatura escolhida para a reacção de pollcondensa ção. De uma maneira geral, é preferível não ultrapassar 1,5 % molar (em relação ao monómero de fórmula 1, sendo admitido que competirá ao entendido na matéria, dentro dos limites extremos recomendados, escolher a quantidade exacta de imida que permita obter, sem retlculação, a massa molecular desejada.
processo de acordo com a presente invenção quer ao ní vel da introdução da bis(diclorofosforil)-imida quer da reacção de pollcondensação propriamente dito poce realizar-se no seio de um dissolvente, por exemplo um hidrocarboneto aromático mono- ou policícllco clorado, como o triclorcbenzeno ou o triclorodifenilo.
Tratando-se das condições de realização, poder-se-á seguir indicações gerais e recomendadas descritas na patente de invenção europeia N8 0026685, cujo conteúdo é incorporado na presente memória descritiva por referência. Poder-se-á em parti cular seguir as indicações deste documento respeitantes à duração da reacção, à temperatura, à pressão, à possibilidade de con duzir a reacção sucessivamente a temperaturas diferentes e/ou a
pressões diferentes. Poder-se-á igualmente reportar a este documento para o controlo da pcllcondensação e do tratamento de purificação do policlorofosfazeno obtido. Tratando-se da avalia ção da policondensação, sabe-se que a reacção é acompanhada pela libertarão de POCl^: daqui resulta que a velocidade de par tida do POCl^ é proporcional à velocidade de crescimento das ca delas macromoleculares. 0 Interesse do processo de acordo com a presente invenção é posto claramente em evidência medindo o tempo necessário para se recolher 80 % em peso de PCCl^ teórico (t 80) - 100 % correspondendo à libertação da totalidade de poci3 e para a obtenção do polímero de fórmula 2 tendo a massa molecular desejada - na presença<cn na ausência do bis-(dicloro fosforil)-imida, tal como se evidenciará através da leitura dos exemplos que se seguem, dados, contudo, a título meramente ilus trativo e de modo nenhum limitativo da presente invenção.
Exemplos 1 a 3
Síntese da bis-(diclorofosforil)-imida
Esta preparação efectua-se fazendo reagir o ácido fórmi co com o N-(diclorofosforil)-triclorofosfazeno de acordo com o processo descrito por RIESEL e colab., op cit.
Em seguida dilui-se a bis-(diclorofosforil)-imida com triclorodifenllo para se obter uma solução (S) contendo 4,99*+ g (0,0199 mole)/100 g de solução.
- Policondensação
Em um reactor agitado, equipado com um sistema de reco-
N-(diclorofosforil)-triclorofosfazeno (P2NOC1^), b g de trlclorodlfenilo e ç g da solução (S) descrita em 1 - o que pro porciona uma relação melar catalisador/monómero de d . Aquecese o conjunto a g°C.
Mede-se a quantidade de P0C1-. em função do tempo e anota-se o tempo necessário em horas para recolher <g do POClg ( t 80).
Interrompe-se a reacção ao fim de e vezes t 80.
Após arrefecimento, dilui-se a solução de policlorofos fazeno formado mediante adição de 500 ml de benzeno.
Introduz-se 10 $ desta nova solução em um reactor contendo 1,18 mole de fenato de sódio e 150 g de dlglime. Após destilação do benzeno, aquece-se a mistura reaccional a 120°C durante 4-8 horas.
Adiciona-se 350 ml de benzeno e neutraliza-se com HC1 concentrado. Seca-se o polímero e o cloreto de sódio e lavam-se com benzeno.
Suspende-se o bolo assim obtido em 10 vezes. Renova-se a operação com uma mistura de metano1/água (80/20) e depois com água a 80°C.
Dissolve-se o polímero a quente (...°C) em 4o vezes o seu volume de tetrahldrofurano (THF) e filtra-se depois. Concen tra-se a solução até à obtenção de um xarope e verte-se lenta· mente em 1 ml de água sob agitação vigorosa.
Lava-se o precipitado e seca-se sob pressão reduzida a
...mm de mercúrio a 80°C.
polidifenoxifosforeno obtido apresenta uma viscosidade intrínseca de 2. ml/g (THF a 30°C).
Nos quadros que se seguem, correspondentes a ensaios efeç tuados com dois lotes de PgNOCl^, indica-se os diferentes valeres de a, b, c, d, tgQ, e, f, e g para os três exemplos de acor do cem a presente invenção (1, 2 e 3) assim como para três exem pios comparativos (C^, Cg,
efectuados, quer sem bis-Cdiclg rofosforll)-imida, quer com uma relação molar catalisador masladamente elevada.
monómero ia Lote de monómero
Exemplos a b c d % *80 â g
1 124 122,8 2,638 0,114 1,93 20 32 260 :
2 144 142,6 10,653 0,397 1.6C 20 32 160
C1 133 131,7 - - 3,22 20 32 260 :
Rua-
28 Lote de monómero
.Exemplos a b c d % *80 e f g .
j 5 160 158, *+5 32,39 1,1 0,9 20 31,5 27O .
: C2 138 136,66 - - 2,08 20 35,5 270 .
: C3 137 135,67 ^,18. 1,77 0,6 16,86 GEL ’ 27O .
Ressalta da leitura e da comparação d®s exemplos 1 a 3, por um lado, e a por outro lado, que a utilização de uma clorofosforll)-imida permite reduzir 0 valor de tgQ, sendo valor representativo da reactividade, em todos os estádios bis(dit„. um da poli condensação. Por outro lado, parece que a bis-(diclorofosforil)-imida catalisa fortemente a policondensaçào, na medida em que a utilizaçãocbina quantidade demasiadamenteínpartantede bis-(diclorofosforil)· -Imida pode conduzir à formação de um gel insolúvel (C^).

Claims (3)

1.- Processo para a preparaçao de policlorofosfazeno de cadeia linear mediante policondensação de N-(diclorofosforil)-triclorofosfazeno, caracterizado pelo facto de se realizar a reac ção de policondensação, na totalidade ou em parte, na presença de bis-(diclorofosforil)-imida de formula.
0 0
Cl2$ - NH - PC12
2, - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se utilizar a bis-(diclorofosforil)-imida em uma quantidade superior a 0,05 % molar em relação ao monõmero submetido à policondensação.
3. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto de se utilizar a bis-(diclorofosforil ) -imida em uma quantidade que não exceda 1,5 £ molar em relação ao monõmero submetido ã policondensação.
-94.- Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto de se introduzir a bis-(diclorofosforil)-imida no meio de policondensação antes do início desta última, ou durante a policondensação ou progressivamente,
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