Способ щелочной полимеризации лактамов

ОП ИСА НИ Еизоь РутенияК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 257009 Сока Советских Социалистических Республик.1 ПК С 08 оУДК 678.747.22 (088 Приоритет: 1.1965, 5 672 ЧСС Комитет по деламобретений и открыт Опубликовано 11.Х 1.196 оллстень,А 35 при Совете Министр СССРацця 7,1.1970 та опуолцкованпя о вторызобретения Иностранцы Збынек Букач и Ян Шебенда хословацкая Социалистическая Республикаявител ПОСО ЛОЧНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЛАКТАМО О - СН -0 алкцл, ццк 1лц щелочцоз К,1 ЧЦОйратурс около но. в то время 200 С процесс с. Другим пр- каталцтцчсскоц тем, МСТ С около быстр смой с присоединением заявки Щелочная полимеризация капролактама и других лактамов инициируется с помощьо сильных оснований, которые в результате реакции с лактамами образуют соль лактама.Так, например, в результате реакции капролактама со щелочными металлами или их гидридами образуются соли капролактама, которые при температуре около 250 С вызывают бурную полимеризацию капролактама. Катализаторами этого типа являются соли щелочных металлов, например натриевая или калывая соль капролактама,Однако эффективность этого катализатора сильно снижается при температуре ниже 220 С, так в присутствии 0,5 ого натривой соли капролактама при 200 С в течение 10 лик ооразуется только 10% полимера.Установлено, что,путем добавления некоторых веществ, например ацилкапрол актам а, ангидридов или хлоридов корбоновых кислот, щелочная полимеризация может быть ускорена на порядок. Даже при 100 С после смешивания раствора капролактама с раствором натриевой соли капролактама и активатора полимеризация проходит со сравнительно большой скоростью, Поэтому невозможно сохранение исходной смеси для реакции в расплавленном состоянии в течение более 2 шн. Если бы реакционная смесь в расплавленном состоянии была более стабильной, то раствор каталцтцчсскцх компонентов после затвердс,ванпя мог бы храниться в гсрмстцчсскц засосмдах практц 1 ескц цеограцц:ециодл 1 пельное,времл, После расплавлс 1 шл (ц 11- 5 пример. в кипящей воде) реакционная смесьбыла бы готова длл полцмсрцзаццц, цапрцмс 1: длл полцмерцзашоццого литья, цлц длл непрерывной полцмсрцзаццц в сс таццц с формоваццем полимера.10 Предлагают сцосоо быстрой щелочной полимерцзацци лактамов с помощью эффективных одцокомпоцсцтцых кат 11 лцзаторов, которы устраняот казаццыс цсдостаткц системы двукомпонсцтцых катал;заторов щелочной поли меризаццц, который отлц 1 астсл тсм, что в качестве катализ ато 1) а при.1 сцл 1 от со 1 ц 3 кето амцдов форол.Ы С СО Р М где Й, - водород; Е., Калкил, арцл; .Чс -- щел5 мельный металл.Полцмерцзаццл прц100 С проходит оченькак при температурахпроходит значительно0 имуществом прсдлага257009 480 Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 системы является большая продолжительностьдействия каталогизатора при повышенных температурах. Известно, что двухкомпонентнаясистема при температурах около 200 С оченьбыстро теряет свое каталитическос дейстьнс. 5В силу этой причины установление равновесияполимер - мономер при изменении температуры проходит только при строго определсн 1 ых условиях.Прсдлагасмгяй однокомпонентный катализатор сохраняет свою эфгрективность в течениеоолее длительного времени, так что можнолегко изготовлять полимеризат с низким содержанием полимера. Таким ооразом, прикратковременной полимеризации прн 210 С 15получается полимер с 1 Оз/в-ныхг содержаниемэкстрагируемых веществ, который окончательно полимеризуется при более низкой температуре до получения 97 - 98 в/в полимера. Зтогоэффекта нельзя достичь с помощью известных 20однокомпонентных катализаторов,Соли Д-кетоахгидов пе являются такипгсильными основаниями, как соли капролактама, так что при их изготовлении не требуетсяуделять столько внимания, как это имеет место при применении однокомпонентных катализаторов.По предлагаемому способу полимеризационная смесь может быть переработана практически в любое время после его приготовления, 30так как раствор катализатора в лактаме может сохраняться при нормальной температурев течение почти неограниченного времени, например в виде таблеток или затвердевшегорасплава в герметически закрытых сосудах, 35Однако поскольку происходит анионная полимеризация и процесс очень чувствителен квлахкностгг и кислотам, работа должна проходить в условиях отсутствия воды.П р им е р 1. К 7,1 10-а лголь а-бутирил-Мэтилбутирамида в потоке сухого азота дооавляют 2 лг,г суспензии (3,55 яго,гь) ХаН в ксилоле. После перехода Я-кетоаггггда в натриевуго соль и дистплляции ксилола в вакуумедобавлЯют 7,03 10 г гноль в-капРолактама и 45при 80 - 100 С готовится однородный растворнатриевой соли Р-кетоамида в в.капролактамс.Зтим раствором в потоке сухого азота заполняют ампулы и после плавления при 175 Спроводят полимеризацию. По истечении 60,1 гггн 50в полимеризате содержится 98 в/в полимера(значение равновесия).П р и м е р 2, Аналогичным путем, так жекак в примере 1, готовят полимеризационнуюсмесь, составленную пз 7,1 10-а лголь патрисвой соли а-бензоил-и-циклогексгглацетанилидаи 7,1 10 г яголь капролактама. При температуре 100 С возникает гомогенный раствор,Посредством нагревания в течение 60 лгггн до180 С в составленной таким способом полимеризационной смеси получается полпмеризат, содержащий 96,8 в/в полимера.П р и м е р 3. Полимеризационную смесь,приготовленную как указано в примере 1, подвергают полимеризации в тачение 10 гпин при 65Заказ б 99/б Тираж 210 С и затем в течение 60 пгггн полимеризуютпри 175 С. Содержание полимера в полимеризате составляет 98%.Пример 4. Таким же образом, как и впримере 3, готовят полимеризационную смесьаналогично примеру 1. Полимеризат содержит97,2 в/полихгер а,П р и м е р 5. Полученную, как в примере 2,полимеризационную смесь подвергают пол гмеризации, по способу, указанному в примере 3. Полнмеризат содержит 97,в/в полимера.Пример 6. Таким же способом, как и впримере 1, готовят раствор в-капролактамакальциевой соли а-бутирил-Х-этгглбутирахгггдаиз 7,1 10 в лголь указанного Д-кетоазгида,3,55 10 з,уголь СаН и 7,03 10 г лголь в-капролактама. В результате полимеризации этойсмеси в течение 60 лгин получают полимерпзатс содержаггием 97 а/в поликапролактама.П р и м е р 7. Таким же способом, как указано в примерах 1 и 3, но где в-капролактам за.менен энантолактамом, получают полимеризаты, которые содержат менее 2 г,в экстрагируесмы х с водой веществ.П р и м е р 8. В растворе с содержаниеуг0,015 лголь натриевой соли и-бутирил-Х-этилбутирамида и 0,7 яголь капролактама растворяют 0,3 лголь смеси С-метилкапролактамов.После нагревания до 210 С в течение 60 лгинобразуется полимеризат, содержащий равновесное количество сополимера и мономеров.П р и м е р 9. Исходный раствор катализатора в капролактаме, аналогичный примеру 1,нагревают в течение 2 час при 100 С, приэтом реакционная смесь остается прозрачной.После нагрева при 175 С в течение 60 гяин образуется полимер, содержащий только За/вэкстрагируемых с водой веществ.П р и м е р 10, Приготовленный аналогичнопримеру 1 раствор катализатора в капролактаме после затвердения таблетируют в инертной атмосфере. После 30 дней таблетки расплавляют при 100 С в поли.:еризационной установке, затем после удаления газов реакционпуго смесь нагревают в гечение 5 агин при210 С. Охлажденный прод;кт содержит 92 в/вполимера. Часть этого полиера нагревают втечение 1 час при 175 С, пр:. этом содержаниеэкстрагируемых веществ снижается до Зв/в,Предмет изобретения Способ щелочной полимеризации лактамов в присутствии катализатора, отличсггощийся тем, что в качестве катализатора применяют соли р-кетоамидов формулы г К,.К - СО - СН - СО - К, Ме .К,где Кг - водород; Кь Ка, К 4 - алкил, циклоалкил, арил; Ме - щелочной или щелочноземельный металл,