Способ получения порошков из поли-w лауриламида

93 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ Сове Советских Социалистических РеспубликЗависимый от патентааявлепо 29.Х 11.1969 ( 1392909/23-5) 8 о 20/1182521, Франция, Бюллетень35 оритет 31.Х 11.1968 блпковано 19,Х 1 19 Комитет по делам эобретений и открыти.675.02 (088.8) при Совете Министре СССРДата опубликования описания 20,1.1972 Авторызобретепия Иностран ль Бьензан и ф(Франция) Иностранная Насьональ де Пыили Брюа иш Залвите ирм тро Акитэн Сосьете ПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ ИЗ ПОЛИ-ю-ЛАУРИЛАМИДА Изобретение относится к способам получения полиамидпых порошков.Известен способ получения порошков из поли-н-лаурил амида нагреванием раствора от-лауриллактама в присутствии катализаторов и активаторов анионпой полимеризации лактамов, Однако в ходе полимеризации при больших скоростях превращения, несмотря на интенсивное перемешивание, происходит аггрегировапие образующегося полиамида. Получаемый порошок содержит значительную крупнодисперсную фракцию.С целью предотвращения образования крупнодисперсных фракций предлагают способ получения тонкодисперсных порошков из поли-в-лауриламида, основанный на проведении полимеризации в таком температурном режиме, при котором в любой момент полимеризации в реакционной смеси содержится определенное количество образовавшегося полиамидного порошка.Способ заключается в нагревании раствора уриллактама в присутствии катализатора и активатора при ступенчатом или непрерывном повышении температуры таким образом, чтобы в любой момент полимеризацпи степень превращения лактама в полимер, выраженная в процентах Р была больше Р и меньше Р где Р=0,5 (Т=40), Р 1=0,24 (Т=80) 1/3, Т - температура в данный момент полимеризацпп. Если температуру смеси повышают слишком быстро и в реакционной смеси не содержится достаточного количества полиамидного порошка, то Рг(Р и полпамид получают в виде крупных агломератов. Для определения температурного режима полпмеризацпп, удовлетворяющего этому условшо, опытным путем для каждой температуры находят длительности нагревания, соответствующее образованию минимально допустимых количеств порошкообразного полимера.В качестве растворителя лактама применяют инертные в отношении применяемых омпопептов, достаточно высококипящпе соединения, например ксилол, дихлорксилол, декалпп. Катализаторами анпонпой полпмеризацпи являются щелочные металлы и их соединения. например гидрид натрия, активаторами - Х-ациллактамы, например И-ацетпл- и Х-фснилкарбамоиллактамы, а именно Х-фенилкарбамоилкапролактам, Х-ацетплкапролактавт или К-ацетилдодекалактавт, пли Х-бензоплкапролактам.Полпмеризацшо проводят при повыше 1 пп 1 температуры от 70 до 150 С, предпочтительно от 85 до 135 С.Для дополнительной гарантии предотвращения агрегирования получаемого полиампда в раствор лактама перед его полимеризацпей вводят топкодпсперспые полпампдпые плп мп3неральные порошки в количестве 1 - 15/О. С этой же целью катализатор или активатор прибавляют в нагреваемый раствор лактама, непрерывно в продолжении всей полнмеризации или только в течение его определенного начального периода до степени превращения лактама в полиамид не менее 20/о.П р и м е р 1. В двухлитровом реакторе с мешалкой обратным холодильником, системой1о продувки сухим азотом растворяют при 120 С 300 г ж-лауриллактама в 400 мл бидистилированного над гидридом кальция ксилола. К раствору прибавляют 0,72 г гидрида натрия, нагревают в течение 15,мин при 120 С, температуру раствора снижают до 85 С и в течение 5 мин постепенно прибавляют 7 г И-фенилкарбамоилкапролактама. После 10 мин нагревания при 85 С температуру раствора повышают до 135 С со скоростью 10 С в 10 мин и выдерживают при 135 С в течение 30 мин. Степень превращения лактама в полиамид при таком режиме подъема температуры составляет, С в /о. 85 - 32, 90 - 50, 95 - 60, 100 - 66, 110 - 73, 120 - 79, 135 - 88.Реакционную смесь охлаждают, полимер отфильтровывают, промывают водой и высушивают, Получают 270,5/о (выход 90% ) порошка с величиной частиц 40 - 300 мк, Относительная вязкость полимера в м-крезоле при 20 С - 1,67.П р и м е р 2, Г 1 олимеризацию проводят в условиях предыдущего примера, однако температуру повышают в 2 раза быстрее - 10 С в каждые 5 мин и при 135 С суспензию выдерживают 55 мик. Полученный полимер (выход 90%) представляет собой смесь тонкодисперсного порошка (30/о) с агломератами полиамида размера 0,5 - 5 мм.П р и м е р 3, В реактор на 20 м, снабженный якорной мешалкой, обратным холодильником и люком для загрузки химикатов, помещают 4,8 кг сухого ж-лауриллактама и 8,5 л безводного ксилола. Содержимое реактора перемешивают со скоростью 350 об/мин, нагревают до 100 С, добавляют 24 г 50%-ного гидрида натрия в минеральном слое и смесь нагревают в течение 15 мин при этой же температуре. Смесь охлаждают до 85 С, добавляют 480 г анатаза (двуокиси титана) и в суспензию в течение 1 час непрерывно добавляют 86,4 мл фенилизоцианата при постоянном повышении температуры до 135 С.Суспензию охлаждают, порошок отфильтровывают, промывают дважды метанолом порциями по 5 л и высушивают при 100 С в вакууме. Получают 5,2 кг (98,1/о) тонкодисперсного полиамидного порошка.Характеристическая вязкость полученного полиамида в м-крезоле 1,03, размер частиц порошка ниже 160 мк. Нанесением порошка на металлическую поверхность электростатическим распылителем получают отличное белое покрытие.П р и м е р 4, Полимеризацию проводят в условиях предыдущего примера с той разницей,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 что реакционную смесь охлаждают до 95 С, скорость перемешивания 300 об/мин и вместо анатаза вводят 400 г тонкодисперсного полив-лауриламида,Получают 5 кг (96%) тонкодисперсного полиамидного порошка, образовавшегося при полимеризации лактама. Характеристическая вязкость полимера в метакрезоле 1,0, величина частиц меньше 400 мк.П р и м е р 5. 600 г ъ-лауриллактама растворяют при 120 С в 900 мл ксилола, добавляют 1,44 г гидрида натрия, раствор охлаждают до 95 С и вводят 8% тонкодисперсного поли-юлауриламида. К полученной суспензии при перемешивании по каплям в течение 1.час прибавляют раствор 9,3 г К-ацетилкапролактама г, 50 мл ксилола при постепенном повышении температуры с 95 до 135 С. После прибавления активатора суспензию нагревают в течение 1 час при 135 С. Получают 65 - 85/, тонкодисперсного полиамида, Его характеристическая вязкость в м-крезоле 1,0 и величина частиц 300 - 1000 мк.П р и и е р 6. Полимеризацию проводят в условиях предыдущего примера, но с применением Ы-ацетилдодекалактама. Полученный полиамид (выход "- 60/о) имеет характеристическую вязкость 0,95 и размер частиц 40 - 1000 мк,П р и м е р 7. Полимеризацию проводят в условиях примера 5, но с применением М-бензоилкапоолактама в качестве активатора. Выход полимера 75/о, вязкость и размеры частиц полученного полиамида примерно такие же, как в примере 5.П р и м е р 8. В условиях примера 5 проводятт нолимеризацию 300 г ъ-лауриаллактама в растворе 400 мл ксилола в присутствии 8% заранее введенного полиамидного порошка н 2 мол. о/о дифенилмочевины, При начальной температуре полимеризации 95 С получают полиамид с выходом 88%, характеристической вязкостью0,9 и средним размером частиц - 500 лск.П р им е р 9. В реактор примера 1 загружают 300 г в-лауриллактама, 200 мл декалнна, 5 мол. % тонкодисперсного полиамида и растворение ведут при 120 С. К раствору прнбавляют 0,72 г гидрида натрия, нагревают в течение 15 мин при 120 С, температуру раствора понижают до 85 С и осторожно вводят 2 мол. % И-ацетилдодекалактама в растворе 100 мл декалина. Температуру суспензии повышают с 85 до 135 С. Далее температуру 135 С поддерживают в течение 1 час. Получа. ют полиамид с выходом 65% и велнчнной частиц ниже 500 мк.П р и м е р ы 10 - 12. 300 г ю-лаурнламида растворяют при 120 С в 400 мл очень сухого растворителя с добавкой 2 мол, % гидрнда лития. Раствор охлаждают до 85 С и при перемешивании со скоростью 500 об/мин в течение 1 час непрерывно прибавляют 2 мол. % М-карбамоилкапролактама в растворе 100 мл того же растворителя при постепенном повыРедактор Л, Новожилова Заказ 3946/б Изд. Ма 1754 Тираж 473 Подписное11 НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, )К, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 шенин температуры с 85 до 135 С. Смесь далее нагревают нри 135 С еще 1 час.Результаты полимеризации в зависимости от примененного растворителя приведены ниже. П р и м е р 13, В реакторе примера 1 прн 170 С расплавляют 600 г г-ляуриллдктдмг 1, прибавляют 2 мол. % метилдта натрия н выдерживают при 170 С в течение 1,5 час. Температуру расплава понижают до 85 С в течение 1,5 час. Температуру расплава понижают до 85 С и прибавляют 900 лг,г бндистнллированного над гидрндом кальция ксилолд. В раствор в течение 1 час вводят 2% М-фенилкарбомонлкапролактамя в растворе 100 мл кснлола нрн подъеме температуры с 85 до 135 С со скоростью 10 С в 10 льии, Смесь выдерживают 1 час нрн 135 С, охлаждают, полия мидный порошок отфильтровываьот, промывают метанолом и высушивают. Получают 595 г (95%) тонкоьднсперсного порон 1 ка. Предмет изобретения1. Способ получения поро 1 нков из поли-о)- лаурля)гида нагревяьнем о)-лаурнллактама в растворе в присутствии катализаторов и активаторов анионной полнмернзации лактамов, отличаюгиийся тем, что, с целью предотвращения образования крупнодпсперсных фракций в 5 получаемых порошках, полнмернзацшо проводят при постепенном илн ступенчатом повышении температуры таким образом, чтобы в любой момент полнмеризации степень превра- и;еш 1 я лактдма в полиамид Р, была больше 10 Р и меньше Р где Р=0,5 (Т=40), Рт=0,24(Т - 80) 1/3, Т - температура в данный момент полнмернзацнн.2, Способ по п. 1, отличающийся тем, чтонолнмеризацию проводят при повышении тем нературы от 70 до 150 С, предпочтительно от85 до 135 С.3, Способ но пп. 1 - 2, от,гичаощийся тем,что нолимеризацию проводят в присутствии 1 ндрндя натрия в кдчесгве катализатор 1 и 20 М-феыилкярб 1 МОнлк 11 нроль 1 ктамЯ нлн 1-г 1 цетнлкянролдктямя, нлн И-дцетнлдодекдляктд" мя нли М-бензоилкапролдктяма в качестве активатора. 25 4, Способ по пп. 1 - 3, Отличающийся тем,что дкт:ватор нлн/и катализатор вводят ненрерывнО В продолжении Всей нОлнмернзацнинлн в течение ее начального периода до степени превращения лактама в полиамнд не ме 30 нее 20 в/о.5, Способ по пп, 1 - 4, Отличающийся тем,что в раствор лактама перед его полимернздцней прибавляют тонкодисперсный порошокнолиамндд или минерального ндполнителя в35 количестве 1 - 15/о,