Способ получения сополиамидов

п 11 43684 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН И ЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советекнх СОциьлистимеских Республик(32) ПриоритетОпубликовано 25.07,74. Бю Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытийетень27 3) УДК 678.675(088.8) Дата опубликования описания 26.12,(72) Авторыизобретени С. Л. Иванова, В(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЧ СОПОЛИАМИ Изобретение относится к способу получения сополиамидов в-капролактама, обогащенных о-додекалактамом активированной анионной полимеризацией. Такие сополимеры могут найти применение в качестве конструкционного материала для изготовления различных деталей машин и приборов, особенно крупногабаритных с высокими прочностными свойствами и низким водопоглощением.Активированную анионную полимеризацию лактамов, как правило, проводят при температуре выше температуры плавления исходного мономера, но ниже температуры плавления образующегося полимера, Такие условия полимеризации способствуют образованию полиамида с равномерно развитой сферолитной структурой - без пор, раковин, трещин и других дефектов, характеризующегося высокими прочностными свойствами.Осуществление активированной анионной полимеризации о-додекалактама представляет значительные трудности из-за высокой температуры плавления этого исходного соединения (т. пл. его 152 С). Однако и при такой сравнительно высокой температуре реакция лактама со щелочным катализатором, например щелочным металлом, протекает крайне медленно, порядка 5 час, За это время происходит частичное нарастание вязкости расплава, затрудняющее дальнейшее введение активатора, наблюдается резкое потемнение расплава.Избежать этого позволяет использованиедодекалактама в смеси с капролактамом,Известен способ получения сополиамида наоснове капролактама и додекалактама. По этому способу щелочной металл вводят непосредственно в расплавленную смесь лактамов, содержащую всего 10 - 30% додекалактама, 10 после чего в эту смесь вводят сокатализаторМ-ацетил- вчкапролактам и осуществляют процесс при 260 С. Получаемый сополимер содержит 5% низкомолекулярных соединений и имеет величину водопоглощения порядка 8%, 15 Изготовленные из него конструкционные детали в процессе эксплуатации изменяют размеры и снижают свои прочностные показатели.Для получения сополиамида, максимально 20 обогащенного полидодекалактамом и обладающего повышенной водостойкостью, ударопрочностью и незначительным содержанием низкомолекулярных соединений по предложенному способу смесь, содержащую 50 - 25 80 вес. % додекалактама, 50 - 20 вес. % екапролактама и каталитичсское количество щелочного металла, нагревают при 100 - 130 С до полного растворения металла, после чего повышают температуру до 155 - 160 С, 30 смешивают с расплавом додекалактама до436841 П р и м е р 2. Методика аналогична описан.ной в примере 1. Соотношение додекалактама и капролактама 97: 3. Время реакции металлического натрия 5 час,5 Пр и м ер 3. 270 г додекалактама расплавляют при 160 С. Отдельно расплавляют 30 г смеси, состоящей из 15 г додекалактама и 15 г капролактама. Смесь плавят при 130 С и вводят в нее катализатор (металлический 10 натрий) в количестве 0,5 мол. %, рассчитанном на общее количество лактамов. Реакция металлического натрия с таким составом смеси додекалактама и капролактама протекает в течение 15 мин. После полного растворения 15 металлического натрия в смеси лактамов еевводят в расплав 270 г додекалактама при 160 С. Затем добавляют в систему 0,5 мол. % активатора (У-ацетил-е-капролактам), тщательно перемешивают, выдерживают при тем пературе полимеризации 160 С в течение1 час, охлаждают (соскоростью 1,5 - 2 С/мин) до комнатной температуры. Получаемый в виде блока полимер исследуют.П р и м е р 4. Методика аналогична описан ной в примере 3. Щелочной катализатор вводят в расплав 30 г смеси лактамов, состоящей из 24 г додекалактама и 6 г капролактама.Время реакции щелочного катализатора 30 мин.30 Полученный в виде блока полимер исследуют.Результаты экспериментов представленыв таблице. содержания его в исходной смеси 97 вес. %, вводят сокатализатор и осуществляют сополимеризацию этой смеси.Время реакции щелочного металла, например Ка, со смесью лактамов 5 - 20 мин.После добавления активатора ацетилкапролактама полимеризация протекает в мягких условиях с высоким выходом (99%). Образуюшийся полимер представляет собой монолитный блок, не содержащий пор и раковин.Полимер обогащен доделактамом на 95 - 97%, вследствие чего максимальная величина водопоглощения его 1,9 - 2,2%. Изготовленные из него конструкционные детали имеют стабильные свойства и размеры и могут использоваться для работы в средах повышенной влажности.П р и м е р 1. 300 г смеси, состоящей из 285 г додекалактама и 15 г капролактама (в соотношении 95: 5) расплавляют при 160 С и вводят в нее 0,5 мол, % катализатора (металлический натрий). Время реакции металлического натрия со смесью лактамов в этом случае 4 час 30 мин. После полного растворения металлического натрия в расплаве лактамов в систему вводят активатор (М-ацетилв-капролактам) в количестве 0,5 мол. /О,о Смесь тщательно перемешивают, выдерживают при температуре полимеризации 160 С в течение 1 час и медленно (со скоростью 1,5 - 2 С/мин) охлаждают до комнатной температуры. Полученный в виде блока полимер исследуют. Свойства полученных полимеров в примерах Показатели Роговидный продукт темно- кремового цвета с огромным количеством мелких пор в виде сыпи, имеются отдельные вкрапления мопомера Внешний вид 1,35 1,5 1,8 2,52 2,50 2,00 1,96 42 17 19 549 918 -2 550920-2,0 276 500 280 502 Ввиду большого количества пор определить нельзя20 вес. % в-капролактама и каталитическое коли;ество щелочного металла, нагревают прн 100 - 130 С до полного растворения ме.алла, после чего повышают температуру до 155 - 160 С, смешивают с расплавом додскалактама до содержания его в исходной смеси 97 всс. %, добавляют сокатализатор и производят сополимеризацию,Предмет изобретения Способ получения сополиамидов путем сополимеризации додекалактама с з-капролакга - 60 мом в присутствии щелочнь,х металлов н сокатализаторов в расплаве, отлцча,юп,ийс я тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств сополиамидов, смесь, содержащую 50 - 80 вес. % додекалактама, 5:, - 65 Содержание низкомолскулярных соединений,Удельная вязкость 0,5,-ного раствора полимера в трикрезолеУдарная вязкость на образце с надрезом, кгс см/см 2ИзгибаИщее напряжение, кгс/см-Предел текучести при сжатии, кгс/см 2Максимальное водопоглощение,Роговидный продукт светлокремового цвета с ровной блестящей поверхностью, однородный монолит не содержит пор