Способ непрерывного получения блочного анионного поликапроамида

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН КА

Союз Советских

Социапистииеских

Республик (:т) 522264

1

1 (o I _#_Lo

C 0 8 С 6 9, 1 8

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено18.07 74 (И) 20<8 00 05 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25. 07.7 6.Бюллетень № 27 (45) Дата опубликовании описания 15.10. 76

Гасударстаанный намнтат

Соната Мнннотраа СССР аа делам нзаоратаннй н открытий (53, УДК

678,675(088.8)

Б. П. Кучков, О. Q. Андреева, А. Ф. Васипьева и H. H. Бепова (72) Авторы изобретения

Вопгоградский политехнический институт и

Рсшжжский завод синтетического вопокна (71) Заявители (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ БЛОЧНОГО

АНИОННОГО ПОЛИКАПРОАМИДА

Изобретение относится к переработке капропактама и может быть исцопьзовано в цро« изводстве литых изделий и попиамидных вопокои

Известен способ непрерывного формования бпочного анионного попикапроамида, закпючаюшийся в раздельном сплавпении двух порций, содержащих пактам, с добавлением к одной порции щелочного катализатора, а к другой активатора. Порции непрерывно смеши-1О вают, смесь попимеризуют в формуюшем устройстве, после чего сформированный полимер отводят из формуюшего у тройства (1т. Процесс попимеризации и формирования осуществляют при температуре ниже температуры плавпения 5 образующегося полимера.

Однако наличие сипьной адгезии полимера к стенке формы в момент формирования не позволяет свободно выводить сформованный попимер из формующего устройства, à 20 поэтому невозможно создать непрерывный процесс формования. Зкзотермический характер анионной попимеризации капролактама дпя поддержания постоянной температуры требует отвода значитепьного тепла попиме- ЯЬ

2 ризации 3,2 ккап на 1 модь). Известно, что за счет тецлового эффекта реакции поди меризации температура в зоне попимеризао ции поднимается на 40 — 60 С выл е темцературы цопимеризации и достигает при этом темпеватуоы ппавпения попимеоа и о

J. выше (210 -230 С), что связано с неизбежным вы.депением низкомодекупяр1ш:х со—

/ единений, до 10 =-- 12%). Поэток;;. невозможно попучение качественного попиx.,ера бопьшой массы известным способом.

Бель изобретения - непрерывное попучение попикапроамидных бпоков одноодгпы; по качеству, с мапым содержчием низкомо-. пекулярных фракций " пригодных дпя непосредственной переработки в вопокис.

Согласно предпоженному способу апионную полимеризацию капропактама в присутствии шепочного катализатора и активатора полимеризации проводят B тонком спое реакционной смеси при импупьсной подаче исходных компонентов„нагретых до 80-140 С с послойным наращиванием попимера и выдержкой на затвердевание и частичное охпаждение споя при температуре ниже темпера Гуры плавления пол Рм эоа „ IIpegIIc чти <. ел ьнс

C) прп 150 — 200 С.

Такой способ поэвол <е" наряду с возможностью изготовления высококачественных крупногабаритных де галей впервые осуществить переход от анионпо1о поликапроамида, получаемого методом низкотемперагурной щелочной полимеризации капролактама к производству волокон, так как до сих пор не найдено непрерывного способа получения блочного аниошюго полимера, пригодного для этого пронесса. Реализация этого метода в промышленности полиамидных волокон позволит изменить существующую техно огню значительно снизить капиталь2

И ные затраты, расходные нормы по сырью и энергоресурсам, уменьшить трудоемкость ликвидировать сточные воды, что позволит полу пить значительный эффект при использовании такого метода в народном хо26 зяйстве.

При осуществлении предлагаемого способа используется импульсная с интервалом 1,5-5 мин, предпочтительно 1,5-3 мин, подача исходных компонентов, толщина слоя

25 при полимеризации составляе" не более 10мм.

Температура исходных комле ентов 80140 С. Температура формы температура о полимеризации 170 С. Подо рев подаваемых порций до температуры полимеризации осу36 ществляется за счет тепла, аккумулированного B предыдуших слоях и выделяющегося тепла поли меризации. Излишек реакционного тепла отводится циркулирующим в системе азотом и нижними слоями полимера.

В системе полимеризации устанавливает36 ся тепловое равновесие, обеспечивающее проведение полимеризации при постоянной о температуре, например при 170 C.

Таким образом становится возможным щ непрерывное получение качественнного полимера любой массы с малым содержанием низкомолекулярных соединений по всем его объеме и пригодного для непосредственной переработки через стадию плавления в во- 45 локно.

Предлагаемый способ формования анионного поликапроамида апробирован в лабораторных условиях.

П р и и е р 1.Способ формования 66 блочного анионного поликапроамида для волокна путем низкотемпературной анионной полимеризации капролактама с использованием в качестве активатора гексаме-. тилендиизоцианата. 55

В стеклянный цилиндр диаметром 60 мм нагружают 40 r капролактама, содерж;-.".. шего 0,064 г Мп 40 r капролактама.,:-. >держащего О, 432 г гексаметилендиизо- цианата. Смесь нагревают до 170 С>по..- 90 ),"-1а:с F,заправочн .й блок высотой 60 в.. а=;;живают е .о при постоянной ратуре. Наращивание начинают, не допуская усадки полученного блока. Полимеризаци|о проводят в тонком слое, импульсно подавал смесь, содержащую 20 r капролактама, 0.016 r Йй. и 0,108 r гексаметилендиизоцианата. Смесь подают в подогрео том состоянии при 80 - 140 С. Поданная на полиме,ll;; a»l смесь за счет тепла, аккумулированнм о в нижних слоях уже сформиповав|пег :ся .ол мера, и за счет тепла о полимеризации подыревается до 170 С и эта температур,. подпер..кивается постоянно.

Для снятия дополнительно выделяющегося тепла и для по ..:=р: :.=ния инертной средь сверху в цилиндр интенсивно подают азот в количестве, необходимом для поддержания теплового равновесия процесса. Количество исходной смеси подбирают так, чтобы толщина получаемого слоя не превышала

10: „>, чг;.; -..а11х-обству.=." улучшению процесса теалообмена. ".месь подают через каждые 1„5--2 мин. Следовательно, каждые

1,5-2 мин формируе.ся (наращивается) слой полимера, га обеспечивает непрерывное получение однородных качественных полимерных блоке ..: неболыпим содержанием низкомолекулярных фракций (НМС) .

Пример 2, Способ формования блочного анионного поликапроамида для волокна путем низкотемпера урной анионной полимеризации капролактама с исгользованием в качестве активатора М;е .:илкапролактама.

В стеклянный цилиндр диаметром 60 мм загружают SO г безводного капролактама, содержащего 0,064- г Й" ": и 0,392 г К— ацетилкапролактал а, Смесь нагревают до

170 С и пр этой температуре полимеризуют. Полученный заправачн и блок высотой о

60 мм выдерживают при 170 С. Зту температуру поддерживают постоянной. Аналогично примеру 1 наращивание начинают, не допуская усадки полученного блока. Полимеризацию проводят в тонком слое, импульсно подавая смесь, содержащую 20 г капролактама, 0,016 r Ng. и 0,098 г

М -ацетилкапролактама. Смесь подают в подогретом состоянии до температуры 80о

140 С. Поданную на полимеризацию смесь за счет тепла предыдущих слоев и тепла о полимеризации подогревают до 170 С. &гу температуру поддерживают постоянной. Ltoполнительно выделяющееся тепло отводится циркулирующим в системе азотом.

Количество исходной смеси подбирают так, чтобы толщина получаемого слоя не превьппала 10 мм. Смесь подают через

2-3 мин. Каждые 2-3 мин формируется слой полимера.

522204

Формование в массе с применением гексаметилендиизоциа5,8 6,23 5,95 700-1 000 140-170 ната

Формование путем наращивания с Qc« пользованием гексаме2,25 2,12 2,25 1250-1400 150-170 20-25 тилендиизоцианата

Формование в массе с применением

< -ыцетилкапрол актама

7 00-1000

4,8 3„7 4,2

Формование путем нарашивания с использованием N -аце1.87 1.,75 1,75 250-1400 тилкапролактама

Получаемый согласно предлагаемому способу полимер однороден по свойствам (cM. таблицу). Содержание в нем чизкомолекулярных фракций не превышает 2-3%, а в

Данные, приведенные в таблице, показывают, что способ непрерывного формирования блочного анионного поликапроамида путем полимеризации в тонком слое реакционной смеси при импульсной подаче исходных компонентов с послойным наращиванием полимера при постоянной температуре 176 С, позволяет получить полимерный блок любых размеров с равномерным небольшим содержанием низкомолекулярных соединений во всей его массе; пригодный для непосредственного формования из него волокна и обладающий более высокими физико-механическими свойствами по сравнению с известными.

Разрывная прочность и разрывное удлинекие волокна, сформированного из поликапроамида, полученного по предложенному способу, составляет 68 70 РКМ и, соответственно 16%. монолитном полимерном блоке оно достигает 8%. Посвоим свойствам получаемый полимер пригоден для непрерывного формирования из него волокна.

Формула изобретения

1. Способ непрерывного получения блочного анионного поликапроамида путем проведения анионной полимеризации капролактама в формуюшем устройстве в присутствии щелочного катализатора и активатора полимеризации при температуре полимеризации ниже температуры плавления нолимера, отличаюшийся тем,что,сцелью получения поликапроамида с малым содержанием низкомолекулярных фракций, пригодного для переработки в волокно„полимеризацик проводят в слое толшиной не более 10 мм при импульсной подаче с интервалом 1,55 мин исходных компонентов, нагретых до о

80-140 С, с послойным нарашиванием полимера.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что исходные компоненты подают с интервалом 1,5-3 мин °

C e„ В- Мкртычан р Т. Загребепьная Техред О. ЛУговая КоРРектоР С. БопдижаР

Заказ 3721/321 Тираж 630 Подписное

UHHHIIH Государственного к митета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что по верхнему слою попимера пропускают азот в количестве, необходимом для поддержания теплового равновесия про« цесса, и попимеризацию осушествпяют при

150-200 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент ФРГ ¹ 1495420, кп. 39 с 10, 1970 (прототип).