Способ непрерывного получения блочного анионного поликапроамида

Оп ИСАНИЕ,.52:,ИЗОБРЕТЕН ИАК АВТОРСКОМУ СВИДБТВЛЬСТВУ Союз Советских Социалистицеских Республик(01, 11. л, С 08 С соединением заявкиГасударстаанный комитатСоната Ииниотроа ССаа долам изобратаннин открытий Приоритет(53, УДК 678,(43) Опубликовано 25,07,76,Бюллетень 2 (45) Дата опубликовании опнсання 15.10.7 088,8) Б. П. Кучков, О, Д ева, Л, 9. Васипьева. Ьепова Авторыизобретенн Иапгоградский попитехническии институт оажский завод синтетического вопокна(71) Заявит НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ БЛОЧНОИОННОГО ПОЛИКАПРОЛМИДЛ 4) СП относится к переработке капет быть иснопьзовано в др изделий и попиамидных во Изобретени ропактама и изводстве ли порк атуре ниже темпелокон.Известен способ непрерывного формования бпочного анионного попикапроамида, закпючающийся в раздельном сплавпении двух ций, содержащих пактам, с добавлением одной порции щелочного катализатора, а к другой активатора. Порции непрерывно смешивают, смесь полимеризуют в формующем устройстве, после чего сформированный полимер отводят из формуюшего у тройства 13. 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, а 20 поэтому невозможно создать непрерывный процесс формования. Зкзотермический характер анионной попимеризации капролактама дпя поддержания постоянной температуры требует отвода значитепьного тепла попиме- ЯЬ ризации 3,2 ккап на 1 мопь). Известтю, что за счет тенлового эффекта реакции пепи меризации температура в зоне попимеризаоции поднимается на 40 - 60 С выше температуры нопимеризации и достигает при этом тем:1 ератупы ппавпения попимеоа иовыше (210 -230 С) что связано с неизбежным вы,пепением низкомопекупяр 1 ш,х со. - единений ,до 10 12%). Поэтому невозможно попучение качественного попимера бопьшой массы известным способом.Е 1 епь изобретения - непрерывное попучение попикапроамидных бпоков, одно",.одпых по качеству, с малым содерж"чием низкомопекулярных фракций и пригодных дпя непосредственной переработки в вопокнс.Согпасно предпоженному способу апионную полимеризацию капропактама в присутствии щепочного катализатора и актива-о полимеризации проводят в тонком спое реакционной смеси при импупьсной подаче исходных компонентовнагретых до 80-140 С с послойным наращиванием полимера и выдержкой на затвердевание и частичное охпаждение споя при темперра гуры плавления поди.эра предпочти сепьноопрп 150 - 200 С.ТакОЙ способ поэвол:т наряду с Возможностью изготовления вь,сококачественньх крупногабаритных де галей впервые Осуществить переход от анионпо 1 О попикапроамида, попучаелгого летодом низкотемпера гурной щелочной полимеризации капропактама к производству волокон, так как до сих пор не найдено непрерывного способа получения блочного аниошого полимера, пригодного дпя этого процесса. Реализация этого метода в промышленности полиамидных ВопокОН ЛОЭВОлит изменить сущестВуюшую технологию значительно снизить капиталь 2И ные затраты, расходные нормы по сырью и энергоресурсам, уменьшить трудоемкость ликвидировать сточные воды, что позволит получить значительный эффект при использовании такого метода в народном хо 26 зяйстве.При осуществлении предлагаемого способа используется импульсная с интервалом 1,5-5 мин, предпочтительно 1,5-3 мин, подача исходных компонентов, толщина слояз при полимеризации составляе не более 10 мм. Температура исходных комле .ентов 80- 140 С Температура формы ." ТемператураоОпопимеризации 170 С. Подо;рев подаваемых порций до температуры полимеризации осу 36 ществляется за счет тепла, аккумупировапного В предыдуших слоях и выделяющегося тепла полимеризации. Излишек реакционного тепла отводится циркулирующим в системе азотом и нижними слоями полимера. В системе полимеризации устанавливаетЗВ ся тепловое равновесие, обеспечивающее проведение попимеризации при постояннойо температуре, например при 170 С.Таким образом становится возможным щ непрерывное получение качественнного полимера любой массы с малым содержанием низкомолекупярных соединений по всем его объеме и пригодного для непосредственной переработки через стадию плавления в во локно,Предлагаемый способ формования анионного поликапроамида апробирован в лабораторных условиях.П р и и е р 1 Способ формования 66 бпочного анионного попикапроамида для волокна путем низкотемпературной анионной полимеризации капропактама с испопьзованием в качестве активатора гексаметилендиизоцианата. 36В стеклянный цилиндр диаметром 60 мм нагружают 40 г капролактама, содерж;" щего 0,064 г Мп 40 г капролактал,а:.О- держащего 0 432 г гексаметилендиизо-Эо цианата. Слесь нагревают до 170 С ПО" ВО)уча:ст заправочнь,й блок Высотой 60 ммВа=,;живают е О при постоянной температуре. Наращивание начинают, не допуская усадки полученного блока. Попимеризацию проводят В тонком слое, импульсноподавал смесь, содержащую 20 г капропактама, 0.016 г Йй и 0,108 г гексаметилендиизоцианата. Смесь подают в подогреотом состоянии при 80 - 140 С. Поданнаяна попимеризаппс сы.сь за счет тепла,ВККУМУаИРОВВННО О В НыжНИХ СЛОЯХ УжЕ СФОРл.ировавпег:ся .опнлерч, и за счет теплаполимеризации подыревается до 170 С иэта температур,. Подпер.кивается постоянно.Для снятия дополнительно выдепяющегосятепла и для порэния инертной средьсверху в цилиндр интенсивно подают азотв количестве, необходимом для поддержания теплового равновесия процесса. Количество исходной смеси подбирают так, чтобы толщина попучаемого слоя не превышала10:". чг способству". улучшению процесса теппообмена. Смесь подают черезкаждые 152 мин. Следовательно, каждые15-2 мин формируе:ся наращивается) слойполимера, га обеспечивает непрерывноеполучение однородных качественных полимерных блоке.; небопыпим содержаниемнизкомопекупярных фракций (НМС),П р и м е р 2, Способ формования блочного анионного поликапроамида для волокна путем низкотемлера урной анионной попимеризации капролактама с исгользованием в качестве активатора Я ;еилкапролактама. В стеклянный цилиндр диаметром 60 мм загружают 80 г безводного капролактама, содержащего 0,064 г 8"д и 0,392 г й - ацетилкапролакталфа, Смесь нагревают до 170 С и пр 1 этой температуре попимеризуют. Полученный заправачн й блок высотойо60 мм выдерживают при 170 С. Эту температуру поддерживают постоянной, Аналогично примеру 1 наращивание начинают, не допуская усадки попученного блока. Попимеризацию проводят в тонком слое, импульсно подавая смесь, содержащую 20 г капролактама, 0,016 г Й(Ь и 0,098 гМ -ацетипкапропактама. Смесь подают в подогретом состоянии до температуры 80 о140 С. Поданную на попимеризацию смесь за счет тепла предыдущих слоев и теплао полимеризации подогревают до 170 С. Эгу температуру поддерживают постоянной. Дополнительно выделяющееся тепдо отводится циркулирующим В системе азотомКоличество исходной смеси подбирают так, чтобы топшина получаемого слоя не превьппапа 10 мм, Смесь подают через 2-3 мин. Каждые 2-3 мин формируется слой полимера.522204 Формование вмассе с применениемгексаметилендиизоциа 5,8 6,23 5,95 700-1 000 140-170 ната формование путем нарашивания с 6 с пользованием гексаме 2,25 2,12 2,25 1250-1400 150-170 20-25 тилендиизоцианата Формование вмассе с применением Н-ыцетилкапрол актама 7 00-1000 4,8 37 4,2 Формование путем нарашивания с использованием Я -аце 1,75250 1400 тилкапролактама Получаемый согласно предлагаемому способу полимер однороден по свойствам (см. 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 17 б 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%. По своим 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 присутст вии щелочного катализатора и активатора полимеризации при температуре полимеризации ниже температуры плавления полимера, о т л и ч а ю ш и й с я тем,что, с целью получения поликапроамида с малым содержанием низкомолекулярных фракций, пригодного для переработки в волокнополимеризацию проводят в слое толшиной не более 10 мм при импульсной подаче с интервалом 1,5- 5 мин исходных компонентов, нагретых доо80-140 С, с послойным нарашиванием полимера.2, Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что исходные компоненты подают с интервалом 1,5-3 мин3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что по верхнему слою попимера пропускают азот в копичестве, необходимом для поддержания теплового равновесия про цесса, и попимеризапию осуществляют при 150-200 С. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе; 1, Патент ФРГ % 1495420, кп. 39 с 10,1970 (прототип).Составитепь В. МкртычанРедактор Т, Загребельная Техред О. Луговая КорректоР С. БопдижарЗаказ 3721/321 Тираж 630 ПодписноеПНИИПИ Государственного к"митета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, ЖРаушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4