Способ получения высокомолекулярногополикапроамида

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВ 10 РСКОНУ СВ ПЕЛЬСТВУ Сеюз Сфветскии Сециапистичесмик Республик(61) Дополнительное к авт. саид-ву -22) Заявлено 19. Об. 79 (21) 2782433/23-05с присоединением заявки Нов(23) ПриоритетОпубликовано 300381, Бюллетень Й 9 12Дата опубликования описания 300381 51) Кз С 08 О. б 9/1 б Государственный комнтет СССР но дедам нзобретеннй н открытнй(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНОГОПОЛИКАПРОАМИДА Изобретение относится к способу получения поликапроамида (ПКА), в частности к получению высокомолекулярного ПКА с заданными молекулярными массами, с пониженным содержанием низкомолекулярных соединений (НМС) и улучшенными волокнообразующими свойствами непрерывным процессом гидролитического полиамидирования капролактама с последующей поликонденсацией и демономеризацией расплава ПКА. Известен способ получения высокомолекулярного поликапроамида (ПКА) путем гидролитической полимефзации капролактама с последующей "вакуумной поликонденсацией и демономеризацией в присутствии перегретого пара. Способ состоит 2 О в непосредственном удалении НМС иэ расплава под вакуумом в пределах 1-100 мм.рт.ст. в сочетании с подачей инертного газа-носителя, в частности перегретого водяного пара, 25 соотношение которого к количеству ниэкомолекулярных соединений, содер жащихся в ПКА до удаления их, составляет 25:1 - 1:1, преимущественно (10:1 - 1:1 (1 . ЭО Недостатком этого спосос а является то, что, применяя перегретый водяной пар в больших количествах (в широких диапазонах его расхода), нельзя получить высокомолекулярный ПКА, при этом с изменением расхода пара значительно изменяется молекулярная масса ПКА, что неприемлемо в технологии его синтеза с заданными свойствами. Цель изобретения - стабилизация заданных молекулярных масс полимера и содержание в нем низкомолекулярных соединений, а также уменьшение протекания побочных реакций. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения высокомолекулярного поликапроамида путем гидролитнческой полимеризации капролактама с последующей вакуумной поликонденсацией и демономеризацией в присутствии перегретого водяного пара, на стадии поликонденсации подают перегретый пар, отношение количества которого к количеству низкомолекулярных примесей в полимере до их отгонки составляет от 0,1:1 до 1;1.кулярной массы и содержания НМС определяется по формулеэх/тЗрй-о 646 и о 1ОБ4)С )СоьэоэЛ+з Ой-Об и(р ) Абсолютное количество подаваемогопара в зависимости от требуемой молеоб Ч(С,-сэ,)Р Г;э(МЯУ Й 011.Р 1.еЩ. где ф - количество подаваемого перегретого водяного пара,кг/ч;количество ПКА, поступаюйэащего на поликонденсацию,кг/ч;С, - содержание НМС в ПКА, поступающего на поликонденсацию, в масс. долях;С - содержание НМС в ПКА послеполиконденсации, в масс,долях;С - концентрация в полимереомонофункционального регулятора молекулярной массы, г.экв/кг;Р - упругость водяного параопри температурах поликонденсации и демономеризации, МПа;Р - давление в системе поликонОБденсации, МПа;Т - температура поликонденсации,фК;относительная вязкость1-ного раствора ПКА в95,6-ном серной кислотыпрсле экстракции полимерав горячей воде;Ч - коэффициент, зависящий отповерхности массообмена ивремени контакта перегретого водяного пара с расплавом ПКА и равный 0,50, 0,90.Для пленочных аппаратов при подаче пара через коллектор в зависимости от времени поликонденсации и скорости истечения пара через отверстия в коллекторе ф имеет значения в пределах 0,50-0,65.Дня аппаратов с перемешивающими устройствами при прохождении перегретого пара через всю массу расплава ПКА изменяется в пределах 0,70- 0,90Предлагаемый способ поясняется следукнщими примерами.П р и м е р 1. Поступающий на полконденсацию расплав ПКА в количесВве 43 кг/ч имеет относительную вязкость 2,24 и содержит 13,5 масс. НМС. Регулятор молекулярной массы отсутствует. Поликонденсацию ПКА проводят в аппарате с перемешиванием при М =0,85,температуре 533 К и дав. лении 59,8510 зИПа (450 мм.рт.ст.). Из расчета получения ПКА с содержа-нием б масс. НМС и относительной вязкостью после водной .экстракции . 3,10 подают пар согласно формуле расчета в количеСтве 5,65 кг/ч. Получают ПКА с содержанием 6.,22 масс,% О 15 20 25 30 Э 5 40 45 50 55 60 б 5 НМС,относительная вязкость которого после водной экстракции 3,12. Кето- группы в ПКА отсутствуют (содержание их определяют полярографически). Соотношение перегретого пара к НМС, находящихся в ПКА перед его поликонденсацией, составляет 0,9:1.При подаче перегретого пара, в 2,5 раза превышающего расчетное количество при соотношении 1,8:1, получают ПКА с относительной вязкостью 2,81 после водной экстракции и содержанием 5,32 масс.% НМС . Кето-группы отсутствуют.Без подачи перегретого пара получают ПКА с содержанием 8,7 масс. НМС, относительная вязкость которого после экстракции 3,26. Содержание кето-групп 0,4 мк экв/г.П р и м е р 2. Способ проведения поликонденсации ПКА аналогичен примеру 1, однако в системе присутствует регулятор молекулярной массы - бензойпая кислота в количестве-э2,3 10 г экв/кг и поликонденсацию проводят при давлении 25,3 10 МПа (190 мм,рт.ст.). Из расчета получения ПКА с содержанием 4,5 масс. НМС и относительной вязкостью после водной экстракции 3,2 подают пар в количестве 0,9 кг/ч.Получают ПКА с содержанием НМС 4,6 масс., относительная вязкость которого после экстракции 3,21.Содержание кето-групп менее 0,2 мк экв/г. Отношение перегретого пара к количеству НМС, находящихся в ПКА, поступающего на поликонденсацию, составляет 0,15:1.Без подачи перегретого пара получают ПКА с относительной вязкостью после экстракции 3,31 и содержанием 5,15 масс. НМС. Содержание кето- групп 2,2 мк экв/г.П р и м е р 3. Способ проведения поликонденсации аналогичен примеру 2, однако поступающий на поликонденсацию ПКА содержит 10,2 масс. НМС. Поликонденсацию проводят при давлении 6,65 10 МПа (50 мм.рт.ст.) при У =0,74.Из расчета получения ПКА с содержанием 3,0 Масс.% НМС и относительной вязкостью после водной экстракции 3,3 в систему подают пар согласно формуле расчета в количестве 2,9 кг/ч.Получают ПКА с содержанием 2,96 масс.З НМС, относительная вязкость которого после отмывки от НМС 3,28. Содержание кето-групп 0,3 мк экв/г. Соотнощение количества подаваемого лара к количеству НИС в ПКА817032 формула изобретения Составитель А.ПереверзеваРедактор Т.МермелштайнТехред М,КоштураЬ Корректор О.Билак Заказ 1228/31 Тираж 530,ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 перед его поликонденсацней составляет 0,66:1.При подаче пара в количестве, в 2 раза меньше расчетного, получают ПКА с относительной вязкостью после экстракции 3,37, содержанием 3,12 масс.Ъ НМС и кето-групп 1,2 мк экв/г.Беэ подачи перегретого пара соответственно полУчают ПКА с относительной вязкостью 3,43, содержанием 3,45 масс.В НМС и кето-групп 2,8 мк .экв/г. ОП р и м е р 4. На поликонденсацию поступает расплав ПКА с вязкостью 2,18, содержанием 10,2 масс.В НМС в количестве 50 кг/ч и бензойной кислоты - 1,64 10 гр экв/г. Поли"15 Конденсацию проводят в аппарате без перемешивания при 7 = 0,55, температуре 538 К и давлении 13,3"10 зМПа (75 мм.рт.ст.).Из расчета получения ПКА с содер- ;щ жанием 3,5 масс.В НМС и относительной вязкостью после экстракции 3,3 подают пар в количестве 3,9 кг/ч, Получают ПКА с содержанием 3,4 масс.В НМС, относительная вязкость которого после водной экстракции 3,33. Содержание кето-групп 0,6 мк экв/г. Соотношение количества подаваемого пара к количеству НМС в ПКА перед его.поликонденсацией составляет 0,76:1. ЗОБез подачи перегретого пара получают полимер с содержанием 3,73 масс.Ъ НМС и относительной вязкостью после экстракции 3,39.Содержание кето-групп 3,8 мк экв/г. 35Таким образом, подача перегретого пара в количествах, определяемых по формуле, позволяет при прочих равных условиях получать ПКА не только с меньшим содержанием НМС, но с за- ,д данными молекулярными массами и значительно меньшим содержанием кето- групп, которые являются продуктами нежелательных побочных реакций, При этом возможно получение высокомолекулярного ПКА с относительной вязкостью выше 3,0 в широком диапазоне остаточных давлений 1,33 10 з,810 МПа со значительно меньшей подачей перегретого пара.Предлагаемый способ повышает прочность получаемых технических нитей на 2-4.гс/текс и снижает обрывность элементарных волоконец и нитей при термовытягивании в 2 раза. Способ получения высокомолекулярного поликапроамида путем гидролитической полимеризации капролактама с последующей вакуумной поликонденсацией и демономеризацией в присутствии перегретого водяного пара, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью стабилизации заданных молекулярных масс полимера и содержания в нем ниэкомолекулярных соединений, а также уменьшения протекания побочных реакций, на стадии поликонденсации подают перегретый пар, отношение количества которого к количеству низкомолекулярных примесей в полимере до их отгонки составляет от 0,1:1 до 1:1. источники инФормации,принятые во внимание при эиспертизе