DE1694987B2 - Stabilisierte Polyamidmassen - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
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Description
3 4
lomplex mit 5 bis 12 Kchlenstoffztciren in der dung werden als Stabilisierungsmittel für die PoIy-
Lactameinheit oder einem tü-Amir.csäuie-Kupfer- amidmassen Stabilisierungsmittel verwendet, die da-
komplex mit S bis ^Kohlenstoffatomen in der durch sekennzeichnet sind, daß sie aus einem Lactam-
c-Ammosaureeinheit, als Stabihsierungsmittel, wobei Kupferkomplex mit 5 bis 12 Kohlenstoffaiomen in
die angegebene Gewichtsmenge auf der Basis von 5 der Lactameinheit oder einem ω-Amino-Kupfer-
Kupfer in dem Komplex angegeben ist. komplex mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen in der
Der gemäß der Erfindung verwendete Kupfer- oAsninosäureeinheit bestehen.
komplex kann muhelos hergestellt werden, indem man Der Lactamkupferkomplex und der Aminosäureeine
Mischung eines Kupfersalzes und einss Lactams kupferkomplex können die Wärmeverschlechterung
mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen oder einer ω-Amino- io von Polyamid wirksam verhindern. Der eemäß der
saure mit 5 ois 12 Kohlenstoffatomen auf eine erhöhte Erfindung als Wärmestabilisator für Polyamide verTemperatur
(z. B. 100 bis 140 C) erhitzt. Das bevor- wendete Kupferkomplex besitzt eine Wärmestabilität,
zugte Kupfersalz ist in dem verwendeten Lactam oder die derjenieen der bisher bekannten Kupferverbinder
verwendeten Aminosäure löslich. Beispiele der- düngen überlesen ist, wobei eine Ausscheidung von
artiger Verbindungen sind anorganische Kupfersalze, 15 metallischem Kupfer oder Kupferoxyd in einem
wie Sulfat, Chlorid und Bromid, und organische geschmolzenen Polyamid kaum auftritt.
Kupfersalze, wie Acetat, Stearat und SalicyJat. Als quarternäres Halogenid einer organischen Base Bevorzugte Lactam- und ω-Aminosäureverbindungen mit einem quarternären Stickstoffatom werden solche besitzen 5 bis 8 Kohlenstoff atome und umfassen bevorzugt, bei welchen 1 oder 2 der daran Gebundenen Valerolactam, Caprolactam, Onantholactam (Enan- ao Kohlenwassers;offreste Alkylreste mit 10 bis 22 Kohtholactam), Capryllactam, w-Aminovaleriansäure, lenstoffatomen sind. Beispiele für derartige HaIoiu-Aminocapronsäure. w-Aminoönanthsäure und ger.ide sind Cetyltrimethylammoniumbromid, Cetyleu-Aminocaprylsäure. pyridiniumbromid, Stearyltrimethylammoniumchlorid
Kupfersalze, wie Acetat, Stearat und SalicyJat. Als quarternäres Halogenid einer organischen Base Bevorzugte Lactam- und ω-Aminosäureverbindungen mit einem quarternären Stickstoffatom werden solche besitzen 5 bis 8 Kohlenstoff atome und umfassen bevorzugt, bei welchen 1 oder 2 der daran Gebundenen Valerolactam, Caprolactam, Onantholactam (Enan- ao Kohlenwassers;offreste Alkylreste mit 10 bis 22 Kohtholactam), Capryllactam, w-Aminovaleriansäure, lenstoffatomen sind. Beispiele für derartige HaIoiu-Aminocapronsäure. w-Aminoönanthsäure und ger.ide sind Cetyltrimethylammoniumbromid, Cetyleu-Aminocaprylsäure. pyridiniumbromid, Stearyltrimethylammoniumchlorid
Nachstehend wird die Herstellung des Kupfer- und Distearyldimethylammoniumjodid. Das wirkkomplexes
beispielsweise von f-Caprolactam erläutert. 25 samste Halogen ist Jod, wobei die Wirkung zur
Zu 100 Gewichtsteilen \on ε-Caprolactam wurden Abnahme in "der Reihenfolge von Brom und Chlor
20 Cewichtsteile Kupferchlorid zugegeben. Die er- neigt. Wie jedoch in den nachstehenden Beispielen
haltene Lösung wurde auf etwa 120cC erhitzt und bei gezeigt, ist auch bei Verwendung von Chloriden die
dieser Temperatur während 2 Stunden gehalten. Wirkung bezüglich der Korrosionsverhinderung gut.
Während des Erhitzens änder'e sich die Farbe der 30 Es wurde außerdem gefunden, daß die Wirkung
Lösung allmählich nach Grün. Zu der so erhaltenen bezüglich der Korrosionsverhinderung eines quartergrünen
viskosen Lösung wurde Benzol zugegeben, und nären organischen Basenhalogenids synergistisch durch
beim Stehenlassen der Mischung wurden plättchen- ein primäres, sekundäres oder tertiäres Amin geartige
und nadeiförmige (aculeate) Kristalle erhalten. steigert wird. Geeignete organische Amine besitzen
Aus den erhaltenen Kristallen wurden vier Arten von 35 verhältnismäßig hohe Siedepunkte. Amine mit niedri-Kupferkomplexen
mit verschiedenen Farben isoliert. geren Siedepunkten als der Schmelzpunkt des PoIy-Die
Schmelzpunkte dieser Komplexe lagen innerhalb amids, wobei die Siedepunkte um mehr als 100"C
des Bereichs von 185 bis 186°C. Das Mischen des darunter liegen, sind ungeeignet, da sie zur Verdamp-Kupferkomplexes
mit einem Poyamid kann vor, fung während der Schmelzformung des Polyamids
während oder nach der Polymerisation des Polyamids 40 neigen,
ausgeführt werden. Beispiele für geeignete organische Amine sind
ausgeführt werden. Beispiele für geeignete organische Amine sind
Für die Zwecke der Erfindung ist es nicht erforder- Chinolin. Morpholin, Piperadin, Ν,Ν-Dimethylanilin,
lieh, den Kupferkomplex zu reinigen und zu isolieren. Diäthyltriamin, Hexamethylendiamin, Monoäthanol-Man
kann auch die durch die vorstehend beschriebene amin, Diaminodiphenylmethan, Palmithylamin und
Umsetzung erhaltene Lösung, in welcher der Kupfer- 45 Stearylamin, wobei jedoch insbesondere höhere alikomplex
zusammen mit einem Ligandenüberschuß phatische Amine mit hohen Siedepunkten bevorzugt
(d. h. Lactam- oder Aminosäure) vorhanden ist, dem werden. Die zur Anwendung gelangende Menge an
Polyamidmaterial zusetzen. Amin kann bis zu 300 Gewichtsprozent, insbesondere
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung 50 bis 300 Gewichtsprozent, bezogen auf den Kupferenthalten
die stabilisierten Polyamidmassen außerdem 50 komplex, betragen.
bis zu 300 Gewichtsprozent, vorzugsweise 50 bis Polyamide, welche nach dem Verfahren gemäß der
300 Gewichtsprozent, einer quarternären organischen Erfindung stabilisiert werden können, umfassen ali-Base
und/oder bis zu 100 Gewichtsprozent eines phatische Polyamide, die aus Lactamen, Hexamethylenorganischen
Amins mit einem Siedepunkt, der hoch- diaminadipat und/oder Hexamethylendiaminsebacat
stens 100° C unterhalb des Schmelzpunktes des Poly- 55 erhalten wurden, aromatische Polyamide, die aus
amids liegt, und/oder bis zu 600 Gewichtsprozent, m-Xylylendiaminadipat, m-Xylylendiaminsebacat,
insbesondere 50 bis 600 Gewichtsprozent, von styroli- m,p-Xylylendiaminadipat (p-Gehalt innerhalb 50%),
siertem Phenol, jeweils bezogen auf die Menge des Hexamethylendiaminterephthalat oder einer Mischung
Kupferkomplexes. In diesen Fällen kann man den davon erhalten wurden, oder ein Gemisch davon mit
Komplex in Form einer Lösung in styrolisiertem 60 aliphatischen Polyamidsalzen od. dgl.
Phenol mit einem Polyamid mischen. Außerdem kann Bei Verwendung der Kupferverbindung als Wärmeman die Herstellung dieses Komplexes in Gegenwart stabilisierungsmittel für diese Polyamide können die des styrolisierten Phenols durchführen, wobei die bisher in Kombination verwendeten Alkalihalogenide, erhaltene Reaktionslösung dem Polyamid zugesetzt wie Kaliumjodid, Natriumjodid, Kaliumbromid und wird. Es wurde gefunden, daß das quarternäre orga- 65 Natriumbromid in Verbindung mit dem Kupfernische Basenhalogen die Metallkorrosion des Kupfer- komplex gemäß der Erfindung zur Anwendung komplexes wirksam verhindert. gelangen.
Phenol mit einem Polyamid mischen. Außerdem kann Bei Verwendung der Kupferverbindung als Wärmeman die Herstellung dieses Komplexes in Gegenwart stabilisierungsmittel für diese Polyamide können die des styrolisierten Phenols durchführen, wobei die bisher in Kombination verwendeten Alkalihalogenide, erhaltene Reaktionslösung dem Polyamid zugesetzt wie Kaliumjodid, Natriumjodid, Kaliumbromid und wird. Es wurde gefunden, daß das quarternäre orga- 65 Natriumbromid in Verbindung mit dem Kupfernische Basenhalogen die Metallkorrosion des Kupfer- komplex gemäß der Erfindung zur Anwendung komplexes wirksam verhindert. gelangen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfin- Die Erfindung wird nachstehend an Hand von
Beispielen näher erläutert, in welchen, wenn nichts anderes angegeben ist, die aufgeführten Teile auf
Gewicht bezogen sind.
B ei s ρ i el 1 -
Eine Lösung von 100 Teilen Caprolactam und 13 Teilen Kupfer(II)-chlorid wurde auf 12O0C unter
Rühren während 2 Stunden erhitzt. 0,28 Teile der so erhaltenen grünen durchsichtigen Lösung wurden
gleichförmig mit 100 Teilen von geschmolzenem Polyamid von «-Aminocapronsäure (zahlenmäßiges
mittleres Molekulargewicht etwa 22 000) wurden gleichförmig gemischt. Durch Schmelzspinnen bei
einer Spinntemperatur von 3000C und einer Wick- !ungsgeschwindigkeit von 500 m/min und durch
Verstrecken bei 185°C mit einem Streckausmaß von 4,55 wurde aus dieser Mischung ein weißes Fadenmaterial
mit einer Zugfestigkeit von 8,9 g/den und einer Bruchdehnung von 21 % erhalten. Nachdem der
Faden einer Behandlung in Luft bei 18O0C während 20 Stunden unterworfen worden war, betrug dessen
Zugfestigkeit 7,8 g/den, d. h., die Erniedrigung der Zugfestigkeit auf Grund dieser Behandlung belief sich
auf etwa 12%.
Der unter den gleichen Bedingungen, jedoch ohne Kupferkomplex, hergestellte Faden zeigte eine Abnahme
der Zugfestigkeit auf Grund der Behandlung in Luft bei 180°C während 20 Stunden von etwa 85%.
B e i s ρ i e 1 2
Eine Lösung von 100 Teilen «-Aminocapronsäure und 20 Teilen Kupfer(II)-acetat wurde während
2 Stunden auf 130° C erhitzt. Nach Abkühlung der Reaktionsmischung wurde sie in Benzol gegossen,
wobei grüne nadeiförmige (aculeate) Kristalle erhalten wurden. 0,3 Teile dieses Komplexes wurden zu 100 Teilen
Caprolactam gegeben, und die Mischung wurde mit 0,3 Teilen Wasser, 0,3 Teilen Essigsäure und 0,1 Teil
Kaliumjodid versetzt. Die Mischung wurde einer Polymerisationstemperatur von 26O0C während
15 Stunden unterworfen, wobei das Polyamid von «-Aminocapronsäure mit einem zahlenmäßigen mittleren
Molekulargewicht von 15 000, dem der Kupferkomplex einverleibt war, erhalten wurde. Aus dieser
Polymerisatmasse wurde durch Schmelzspinnen bei 28O0C, bei einer Wicklungsgeschwindigkeit von
480 m/min und durch Verstrecken bei einer Strecktemperatur von 1850C und einem Streckausmaß von
4,55 ein Fadenmaterial hergestellt. Ein Fadenbruch trat dabei O.Olmal in einer Stunde auf. Die Abnahme
der Zugfestigkeit des Fadens auf Grund einer Aussetzung an Luft bei 180° C während 20 Stunden
betrug 10%.
Für Vergleichszwecke wurden die vorstehenden Arbeitsgänge mit der Abänderung wiederholt, daß
0,2 Teile Kupferacetat an Stelle von 0,3 Teilen des Kupferkomplexes verwendet wurden. Hierbei trat ein
Fadenbruch 0,lmal in einer Stunde auf, wobei in der Düse eine schwache Ausfällung an Kupfermetall
beobachtet wurde. Der Verlust an Zugfestigkeit des Fadens auf Grund der Aussetzung an Luft bei 1800C
während 20 Stunden betrug 22 %.
Eine Lösung von 12,5 Teilen Kupfer(II)-chlorid und einer Mischung von 70 Teilen Caprolactam und
30 Teilen styrolisiertem Phenol wurde unter Rühren bei 1200C während 2 Stunden erhitzt, wobei eine
durchsichtige, dunkelgrüne Lösung erhalten wurde. 0,4 Teile der Lösung wurden mit 100 Teilen PoIycaproamidschnitzel
(zahlenmäßiges mittleres Molekulargewicht 21 000) gemischt. Die Schnitzel wurden
geschmolzen und bei 295° C ausgestoßen oder ausgespritzt, wobei bei einer Wicklungsgesch Bindigkeit
von 450 m/min ein Fadenmaterial gebildet wurde. Der Faden wurde bei einer St/ecktemperatur von
185°C und einem Streckausmaß von 4,55 verstreckt. Der Verlust an Zugfestigkeit des erhaltenen Fadens
auf Grund des Aussetzens an Luft bei 180°C während 20 Stunden betrug 8%.
Schnitzel von Polyhexamethylenadipamid (zahlenmäßiges,
mittleres Molekulargewicht 20 000), bei welchen 100 Teile der Polyamidschnitzel mit 0,3 Teilen
der grünen durchsichtigen Lösung des Lactamkupferkomplexes von Beispiel 1 gemischt worden waren,
wurden durch Schmelzspinnen bei einer Spinntemperatur von 2901C und einer Wickelgeschwindigkeit
von 400 m/min und durch Strecken bei 185°C bei einem Sfeckausmaß von 4,55 zu Fäden verarbeitet.
Die Abnahm*, an Zugfestigkeit der erhaltenen Fäden auf Grund der Aussetzung an Luft bei 18O0C während
20 Stunden betrug 10%.
Die vorstehende Arbeitsweise wurde mit der Abänderung wiederholt, daß Schnitzel von PoIy-(m-xylylendiaminadipat)
(mittleres zahlenmäßiges Molekulargewicht 21 000) an Stelle der Polyhexamethylenadipamid-Schnitzel
verwendet und das Schmelzspinnen bei einerTemperaturvon 290° Causgeführt wurde,
wobei eine Wickelgeschwindigkeit von 400 m/min angewendet wurde. Die Abnahme der Zugfestigkeit
der so erhaltenen Fäden auf Grund der Aussetzung an Luft bei 18O0C während 20 Stunden betrug
Eine Lösung von 20 Teilen Kupfer(II)-chlorid in 100 Teilen Caprolactam wurde auf 1200C während
2 Stunden erhitzt. Die so erhaltene grüne Lösung wurde einem Überschuß an Benzol zur Aussalzung
der grünen Kristalle zugegeben, und die Kristalle wurden abgetrennt. 20 Teile des so erhaltenen grünen,
kristallinen Komplexes wurden in 100 Teilen styrolisiertem Phenol gelöst. Die erhaltene Lösung wurde
auf 25O0C während 1 Stunde erhitzt, wobei jedoch keine Ausfällung an metallischem Kupfer beobachtet
wurde.
Dagegen setzte bei Erhitzen einer Lösung von 20 Teilen Kupfersalicylat in 100 Teilen styrolisiertem
Phenol auf 2500C die Ausfällung von metallischem Kupfer nach 2 Minuten ein.
20 Teile des Caprolactam-Kupfer-Komplexes und 20 Teile Cetyltrimethylammoniumchlorid wurden in
100 Teilen styrolisiertem Phenol gelöst. In 20 g dieser Lösung wurde ein Stück aus rostfreiem Stahl (SUS 33)
mit den Abmessungen von 3 χ 0,7 χ 0,1 cm eingetaucht und auf 26O0C während 24 Stunden erhitzt.
Die Gewichtsabnahme des rostfreien Stahls betrug 0,10%.
Bei einem ähnlichen Versuch unter Verwendung einer Lösung aus 20 Teilen des Caprolactam-Kupfer-Komplexes
in 120 Teilen eines styrolisierten Phenols betrug der Gewichtsverlust des Probestücks aus
rostfreiem Stahl 2,83%, und die Oberfläche der Probe war etwac tnrrnrliffrt
'ό
Geschmolzenes Polycaproamid (mittleres zahlenmäßiges Molekulargewicht 22 500) wurde mit 0,3 Teilen,
bezogen auf 100 Teile des Polymerisats, der Lösung von 20 Teilen des Caprolactam-Kupfer-Komplexes
und 20 Teilen von Cetyltrimethylammoniumchlorid in 100 Teilen styrolisiertem Phenol gemischt.
Aus dieser Schmelze wurde durch Schmelzspinnen bei einer Spinntemperatur von 295°C und einer
Wicklungsgeschwindigkeit von 490 m/min und durch Strecken bei einer Sirecktemperatur von 185° C und
einem Streckve-hältnis von 4,55 ein weißes Fadenmaterial hergestellt. Der Verlust an Zugfestigkeit
dieses Fadenprodukts auf Grund der Aussetzung an Luft bei 1800C während 20 Stunden betrug 11%.
Zu 100 Teilen Caprolactam wurden 16 Teile Kupfer(Il)-chlorid und 28 Teile Cetyltrimethylammoniumbromid
zugegeben, und die Mischung wurde unter Rühren während 2 Stunden auf 1200C erhitzt. In
20 g der so erhaltenen durchsichtigen, grünen Lösung wurde ein dünnes Stück aus rostfreiem Stahl (SUS 33)
mit den Abmessungen 3 x 0,7 χ 0,1 cm auf 2600C
während 24 Stunden erhitzt. Der Gewichtsverlust des Stahlprobestücks betrug 0,15%.
Eine Schmelze von Polycaproamid (zahlenmäßiges mittleres Molekulargewicht 22 500) wurde in einer
Menge von 100 Teilen des Polymerisats mit 0,2 Teilen der grünen Lösung gemischt. Aus dieser Mischung
wurde durch Schmelzspinnen bei einer Spinntemperatur von 295° C und einer Wickelgeschwindigkeit
von 510 m/min und durch Verstrecken bei 1850C bei einem Streckausmaß von 4,55 ein weißes
Fadenmaterial hergestellt. Der Verlust an Zugfestigkeit dieses Fadenmaterials auf Grund der Aussetzung
an Luft bei 1800C während 20 Stunden betrug 12%.
Eine Lösung aus 100 Teilen Caprolactam, 20 Teilen Kupfer(Il)-chlorid, 35 Teilen Cetyltrimethylammoniumbromid
und 25 Teilen styrolisiertem Phenol wurde auf 1200C unter Rühren während 3 Stunden erhitzt,
wobei eine dunkelrote durchsichtige Lösung erhalten wurde. Ein Teil dieser Lösung wurde bei 26O0C
während 24 Stunden gehalten, wobei jedoch keine wahrnehmbare Abscheidung von metallischem Kupfer
oder Kupferoxyd vorhanden war. Beim Erhitzen eines dünnen Probestücks aus rostfreiem Stahl (SUS 33)
auf 260° C während 24 Stunden in 20 g dieser Lösung wurde keine Abscheidung von metallischem Kupfer
beobachtet, und der Gewichtsverlust des Stahlprobestücks betrug 0,08%.
Eine Schmelze von Polycaproamid (mittleres zahlenmäßiges Molekulargewicht 21 500) wurde mit 0,2 Teilen
dTeser dunkelroten Lösung (bezogen auf 100 Teile des Polyamids) gemischt. Aus der so erhaltenen
Schmelze wurde durch Schmelzspinnen bei einer Spinntemperatur von 295° C und bei einer Wickelgeschwindigkeit
von 500 m/min und durch Verstrecken bei einer Strecktemperatur von 185°C bei
einem Streckausmaß von 4,55 ein weißes Fadenmaterial hergestellt. Der Verlust an Zugfestigkeit
dieses Fadens auf Grund der Aussetzung an Luft bei 1800C während 20 Stunden betrug 12%.
Schnitzel von Polyhexamethylenadipamid mit einem mittleren zahlenmäßigen Molekulargewicht von 19 000
wurden mit 0,25 Teilen der dunkelroten Lösung des Komplexes (bezogen auf 100 Teile des Polyamids)
gemischt. Aus den Schnitzeln wurde durch Spinnen bei einer Spinntemperatur von 29O0C und einer
Wickelgeschwindigkeit von 530 m/min und durch Verstrecken unter den gleichen Bedingungen, wie
vorstehend angegeben, ein weißes Fadenmaterial hergestellt. Die Abnahme an Zugfestigkeit des Fadenmaterials
auf Grund der Aussetzung an Luft bei 1800C während 20 Stunden betrug 11%.
Schnitzel von Poly-(m-xylylendiaminadipat) (zahlenmäßiges mittleres Molekulargewicht 19 500) wurden mit 0,25 Teilen, bezogen auf 100 Teile des Polymerisats, mit der dunkelroten Lösung des Komplexes gemischt. Aus den Schnitzeln wurde durch Schmelzspinnen bei einer Spinntemperatur von 2800C und einer Wickelgeschwindigkeit von 450 m/min ein weißes Fadenmaterial hergestellt. Die Streckbedingungen waren die gleichen wie vorstehend angegeben. Die Abnahme an Zugfestigkeit des Fadens auf Grund der Aussetzung an Luft bei 180° C während 20 Stunden betrug 10%.
Schnitzel von Poly-(m-xylylendiaminadipat) (zahlenmäßiges mittleres Molekulargewicht 19 500) wurden mit 0,25 Teilen, bezogen auf 100 Teile des Polymerisats, mit der dunkelroten Lösung des Komplexes gemischt. Aus den Schnitzeln wurde durch Schmelzspinnen bei einer Spinntemperatur von 2800C und einer Wickelgeschwindigkeit von 450 m/min ein weißes Fadenmaterial hergestellt. Die Streckbedingungen waren die gleichen wie vorstehend angegeben. Die Abnahme an Zugfestigkeit des Fadens auf Grund der Aussetzung an Luft bei 180° C während 20 Stunden betrug 10%.
Eine Lösung aus 100 Teilen ^-Aminocapronsäure, 20 Teilen Kupfer(II)-acetat, 30 Teilen Stearyltrimethylammoniumchlorid
wurde auf 1300C unter Rühren während 2 Stunden erhitzt. 0 2 Teile der erhaltenen
Komplexlösung wurden zu 100 Teilen e-Caprolactam gegeben, und die Mischung wurde ferner mit 0,3 Teilen
Wasser, 0,3 Teilen Essigsäure und 0,1 Teil Kaliumjodid gemischt. Die sich ergebende Mischung wurde
bei einer Polymerisationstemperatur von 2600C während 15 Stunden gehalten, wobei ein Polymerisat mit
einem zahlenmäßigen mittleren Molekulargewicht von 15 000 erhalten wurde. Durch Verspinnen dieses
Polymerisats bei einer Spinntemperatur von 2900C und einer Wickelgeschwindigkeit von 530 m/min
wurde ein weißes Fadenmaterial erhalten. Die hierbei verwendeten Streckbedingungen waren die gleichen,
wie sie in den vorstehenden Beispielen angewendet wurden. Die Abnahme an Zugfestigkeit der Fäden
auf Grund der Aussetzung an Luft bei 1800C während
20 Stunden betrug 10 %.
Diese Spinnbehandlungen wurden während einer Woche fortgesetzt, wobei jedoch keine Korrosion
beobachtet wurde an der Düse. Im Gegensatz dazu wurden in dem Fall, bei welchem kein Stearyltrimethylammoniumchlorid
zugemischt worden war, eine schwache Korrosion an der Düse festgestellt.
-0 Beispiel9
Eine Lösung aus 100 Teilen Caprolactam, 20 Teilen Kupferchlorid, 40 Teilen Cetyltrimethylammoniumjodid
und 25 Teilen styrolisiertem Phenol wurde auf 1200C unter Rühren während 2 Stunden erhitzt,
wobei eine dunkelrote, durchsichtige Lösung erhalten wurde. In 20 g dieser Lösung wurde ein Stahlprobestück
aus rostfreiem Stahl (SUS 33) eingetaucht, und die Lösung wurde auf 26O0C während 24 Stunden
erhitzt, wobei jedoch keine Abscheidung von metallischem
Kupfer beobachtet wurde. Der Gewichtsverlust des Stahlprobestücks auf Grund dieser Behandlung
betrug nur 0,05%. Eine Schmelze von Polycaproamid (Nylon 6) (mittleres zahlenmäßiges Molekulargewicht
20 000) wurde mit 0,2 Teilen der dunkelroten Lösung, bezogen auf 100 Teile des Polymerisats,
gemischt. Die Schmelze wurde bei einer Spinntemperatur von 295 0C und einer Wickelgeschwindigkeit
von 450 m/min in Form eines Fadenmaterials
409 544/359
ausgespritzt. Anschließend wurden die Fäden, wie in den vorstehenden Beispielen beschrieben ist, gestreckt,
wobei ein weißes Fadenmaterial erhalten wurde. Der Verlust an Zugfestigkeit des Fadens auf Grund der
Aussetzung an Luft bei 1800C während 20 Stunden betrug etwa 10%.
4 Arten von Stabilisatorlösungen A, B, C und D wurden aus den in der nachstehenden Tabelle I
aufgeführten Komponenten in den dafür in Gewichtsteilen angegebenen Mengen hergestellt:
Lösung B I C
Caprolactam
Kupferchlorid
Cetyltrimethylammonium-
chlorid
Palmitylamin
Gesamt
100 10
120 10
105 10
20 0
135 135 135 135
In jedem Fall wurde eine Lösung von 10 Teilen Kupferchlorid in 100 Teilen des Lactams auf 12O0C
unter Rühren während 2 Stunden erhitzt, und dieser Lösung wurde jeweils entweder Cetyltrimethylammoniumchlorid,
Palmitylamin und/oder Lactam zugegeben. Ein dünnes Probestück aus rostfreiem Stahl
(3 χ 0,7 x 0,1 cm) wurde in jede Lösung eingetaucht, und die Lösung wurde auf 2600C in einer Stickstoffatmosphäre
während 24 Stunden erhitzt. Die Art, das Anfangsgewicht, das Endgewicht, der Gewichtsverlust
(in g) und der Gewichtsverlust in Prozent des Stahlprobestücks sind in der nachstehenden Tabelle II
zusammengestellt.
Korrosionswirkung der Stabilisatorlösung auf rostfreien Stahl
Lösung A in einer Menge von 0,32 Teilen, bezoger auf 100 Teile des Polymerisats, gemischt. Durch
Schmelzspinnen der Schmelze bei einer Spinntempera· tür von 290cC und einer Wickelgeschwindigkeit von
S 500 m/min und durch Strecken, wie in den vorstehenden Beispielen angegeben, wurde ein weißes Fadenmaterial
hergestellt. Der Verlust an Zugfestigkeit des Fadens auf Grund der Aussetzung an Luft bei 1300C
während 20 Stunden betrug 9 %. Die Spinnvorgänge ίο wurden während 1 Woche fortgesetzt, wobei jedoch
keine Korrosion an der Düse beobachtet wurde.
Es wurde die im Beispiel 10 beschriebene Umsetzung ausgeführt, wobei 100 Teile Caprolactam und 10 Teile
Kupferchlorid zu einer Komplexlösung umgesetzt wurden, die mit 20 Teilen Cetyltrimethylammonium-
ao chlorid und 5 Teilen von organischen Aminen der in der nachstehenden Tabelle III angegebenen Art versetzt
wurde, um auf diese Weise eine Stabilisatorlösung herzustellen.
Die Ergebnisse von Korrosionsversuchen mit den Stabilisatorlösungen und einem Stahlprobestück aus rostfreiem Stahl (SUS 33), die wie in Beispiel IC beschrieben, ausgeführt wurden, und der Verlust an Zugfestigkeit auf Grund der Aussetzung an heiße Luft von den gemäß der im Beispiel 10 beschriebenen Arbeitsweise hergestellten Polycaproamidfäden untei Verwendung der jeweiligen Stabilisatorlösungen sind in der nachstehenden Tabelle III zusammengestellt:
Die Ergebnisse von Korrosionsversuchen mit den Stabilisatorlösungen und einem Stahlprobestück aus rostfreiem Stahl (SUS 33), die wie in Beispiel IC beschrieben, ausgeführt wurden, und der Verlust an Zugfestigkeit auf Grund der Aussetzung an heiße Luft von den gemäß der im Beispiel 10 beschriebenen Arbeitsweise hergestellten Polycaproamidfäden untei Verwendung der jeweiligen Stabilisatorlösungen sind in der nachstehenden Tabelle III zusammengestellt:
Rostfreier
Stahl
Stahl
SUS 21
SUS 27
SUS 33
SUS 33
SUS 33
SUS 33
SUS 27
SUS 33
SUS 33
SUS 33
SUS 33
Stabilisatorzusammen
setzung
setzung
A
D
D
A
D
D
B
C
D
C
D
1,8248
1,7391
1,7391
1,7084
1,8527
1,8527
1,7832
1,7756
1,7756
1,8148
1,7952
1,7952
1,7817
1,7901
1,7901
1,7913
1,8019
1,8019
1,8003 1,5848
1,7072 1,8464
1,7829 1,7752
1,8048 1,7866
1,7792 1,7883
1,7376 1,7526
Gewichtsverlust
0,0245 0,1543
0,0012 0,0063
0,0003 0,0004
0,0100 0,0092
0,0025 0,0018
0,0537 0,0523
35 | Organisches | Tabelle II f | bnd- | Ge | Verlust an |
40 Amin | wichts | Zugfestigkeit | |||
verlust | nach Aus | ||||
An | setzung | ||||
fangs | (g) | an 1800C | |||
45 Palmitylamin ... | gewicht | 1,8010 | (%) | während | |
Stearylamin | 1,8231 | 0,02 | 20 Stunden | ||
Monoäthanol- | 0,02 | (%) | |||
amin | (g) | 1,7911 | 9 | ||
Morpholin | 1,8014 | 1,8229 | 0,05 | 11 | |
50 Kein | 1,8235 | 1,7923 | 0,02 | ||
0,12 | 10 | ||||
1,8001 | 11 | ||||
1,8333 | 12 | ||||
1,7945 | |||||
1,34 9,87
0,07 6,34
0,02 0,53 0,12 2,95 Die gemäß der Erfindung hergestellten stabilisierten
Polyamidmassen sind für Form-, Preß- und Überzugszwecke geeignet.
Eine Schmelze von Polycaproamid (zahlenmäßiges mittleres Molekulargewicht 19 300) wurde mit der
Vergleichsversuch 1
Zum Nachweis des erfindungsgemäß gegenüber dem Stand der Technik erzielbaren technischen Fortschritts
wurden folgende Versuche durchgeführt:
I. Versuchsverfahren
Zu 100 Gewichtsteilen ε-Caprolactam wurden 0,3
Gewichtsteile Wasser und 0,2 Gewichtsteile Essigsäure
(und 0,1 oder 0,3 Gewichtsteile KJ) gegeben, eine der verschiedenen bekannten, in der nachstehenden Tabelle
IV gezeigten Kupferverbindungen wurde hinzugefügt, so daß die Konzentration der Kupferatome,
bezogen auf ε-Caprolactam, 0,01 Gewichtsprozent betrug; dann wurde die Mischung in eine Glasampulle mit
einem Innendurchmesser von 1 cm eingebracht und 48 Stunden lang der Polykondensation unterworfen.
Um die Wirkung von Eisen zu prüfen, ließ man ein Stück aus rostfreiem Stahl SUS 27 in den Systemen,
zu denen 0,3 Gewichtsteile KJ zugegeben worden war, vorhanden sein.
Die Bedingungen der Ausfäüungsbildung während der Polymerisation, die Spinnfähigkeit des erhaltenen
Polyamids und die Antioxidans-Wirksamkeit wurden gemessen, und die in der nachstehenden Tabelle IV
gezeigten Ergebnisse wurden erhalten.
Anschließend wurde eine Mischung aus 90 Gewichtsteilen ε-Caprolactam und 10,2 Gewichtsteilen Cuprochlorid
(CuCl2 · 2 H2O) 2 Stunden bei 1200C erhitzt,
um einen Lactam-Kupfer-Komplex gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhalten, und mit der Ausnahme,
daß dieser Komplex an Stelle der obengenannten Kupferverbindungen verwendet wurde,
wurde die gleiche Arbeitsweise wie in den obigen Versuchen befolgt.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle V aufgeführt.
Die im nachstehenden veranschaulichten Versuchseinzelheiten wurden gefunden.
II. Versuchseinzelheiten
1. Löslichkeit in e-Caprolactamschmelze
A — ausgezeichnet,
B — gut,
C — ziemlich gut,
D — schwach,
E — schlecht.
B — gut,
C — ziemlich gut,
D — schwach,
E — schlecht.
in einen Lösungsteil mit gelöstem Polymeren und einen Festteil, der kolloidales Kupfer enthält, geteilt, und der
in dem Lösungsteil enthaltene Prozentsatz an übriggebliebenen Kupferionen wurde gemessen. Die Bewertung
wurde mit den sechs folgenden Bezeichnungen durchgeführt. Null bedeutet, daß im wesentlichen
keine Ausfällung auftrat.
Bewertung Übriggebliebene Cu-Ionen
0 100
1 80 bis 100
»5
2 60 bis 80
3 40 bis 60
to 4 20 bis 40
5 Obis 20
4. Spinnfähigkeit
Die Spinnfähigkeit wurde in Übereinstimmung mit dem Grad der Garnberechnung, die auftrat, als die
Polyamidprobe schmelzgesponnen und unter Kühlen mit Luft aufgewickelt wurde, an Hand der fünf folgenden
Bewertungszeichen bewertet.
35
Eine Kupferverbindung der oben beschriebenen Konzentration wurde durch Erhitzen bei 1000C geschmolzenem
ε-Caprolactam zugegeben, und nach etwa einstündigem Rühren wurde die Dispergierfähigkeit
festgestellt. Die Bewertung wurde an Hand der fünf folgenden Bezeichnungen vorgenommen.
A — ausgezeichnet,
B — gut,
C — ziemlich gut,
D — schwach,
E — schlecht.
B — gut,
C — ziemlich gut,
D — schwach,
E — schlecht.
45
5. Antioxidans-Wirksamkeit
Zeit für den Beginn der Ausfällungsbildung (C PPT). Diese wurde dadurch festgestellt, daß man die Ampulle
von Zeit zu Zeit während der Polykondensationsreaktion herausnahm und das Vorhandensein der
Suspension in der Schmelze des Polymeren oder die Ausfällung an der Ampullenwand beobachtete.
3. Ausfällungsmenge
Die Probe wurde mit Phenol (das eine geringe Menge Äthanol enthielt) behandelt, das Produkt wurde
Ein nicht gezogenes, durch Stabspinnen (rod spinning) erhaltenes Garn wurde bei einem Streckverhältnis
von etwa 1: 3 zur Herstellung eines Probegarnes mit einer Doppelbrechung von 3 bis 7 ■ 10~!
kalt gestreckt. Die Probe wurde in das »Gear«- Alterungsprüfgerät eingebracht, und nachdem si«
15 Stunden lang bei 180° C behandelt wurde, wurde di< Restfestigkeit gemessen, und anschließend wurde dei
Prozentsatz der Restfestigkeit daraus errechnet. Diese; Wert wurde als Antioxidans-Wirksamkeit bezeichnet
Die Antioxidans-Wirksamkeit eines Probegarnes be trug, wenn keine Kupferverbindung verwendet wurde
etwa 40.
III. Versuchsergebnisse
Die in den folgenden Tabellen 1 und 2 gezeigte Ergebnisse wurden erhalten.
4415
< | Bezeichnung | CuCl2 | ^u-Verbindung | Schmelzpunkt (0C) |
Zugegebenes Λί I |
Zugegebenes | Löslichkeil in ε-Capro- |
|
Nr. | IxJ | Probestück | lactam- | |||||
Farbe | (%/ Polymer) |
SUS 27 | schmelze (bei 1000C |
|||||
1 | A | |||||||
Cu(OAC)2 | 0,1 | — | A | |||||
0,3 | ja | A | ||||||
0,3 | A | |||||||
2 | — | . | A | |||||
K3(CuCN4) | 0,1 | — | A | |||||
— | 0,3 | ja | A | |||||
0,3 | A | |||||||
3 | — | B | ||||||
Äthylendiamin/Cu11 | 0,1 | — | A | |||||
170 | 0,3 | ja | A | |||||
0,3 | A | |||||||
4 | blauviolett | A | ||||||
Hexamethylendiamin/ | 0,1 | A | ||||||
Cu" | 120 bis 122 | 0,3 | ja | A | ||||
0,3 | A | |||||||
5 | blaugrün | _ | B | |||||
Phenylendiamin/Cu11 | 0,1 | , | A | |||||
146 bis 148 | 0,3 | ja | A | |||||
0,3 | A | |||||||
6 | violett | _ | A | |||||
Salizylsäure/Cu11 | 0,1 | A | ||||||
>300 | 0,3 | . | A | |||||
0,3 | ja | A | ||||||
7 | gelbgrün | A | ||||||
Salizylaldehyd/Cun | 0,1 | A | ||||||
>300 | 0,3 | A | ||||||
0,3 | ja | A | ||||||
8 | gelbbraun | A | ||||||
o-Ami nophenol/Cu11 | 0,1 | A | ||||||
190 | 0,3 | A | ||||||
0,3 | ja | A | ||||||
9 | silbergrau | A | ||||||
o-Ami nobenzoesäure/ | 0,1 | A | ||||||
Cun | >300 | 0,3 | — | A | ||||
0,3 | ja | A | ||||||
10 | blaß | B | ||||||
Glycin/Cun | 0,1 | A | ||||||
115 bis 117 | 0,3 | A | ||||||
0,3 | ja | A | ||||||
11 | blauviolett | C | ||||||
Isoloycin/Cu11 | 0,1 | C | ||||||
>200 | 0,3 | C | ||||||
Zersetzung | 0,3 | ja | C | |||||
12 | blaß | B | ||||||
Cyasorb-9/Cu11 | 0,1 | B | ||||||
242 bis 243 | 0,3 | . | B | |||||
0,3 | ja | B | ||||||
13 | braungelb | A | ||||||
0,1 | A | |||||||
0,3 | A | |||||||
0,3 | ja | A | ||||||
4415 ι
Tabelle IV (Fortsetzung)
Bezeichnung | Cu-Verbindung |
Schmelzpunkt
(0C) |
Zugegebenes V I |
Zugegebenes |
Löslichkeit
int-Capro- |
|
Nr. | 8-Hydroxy-Chinolin/ | rwJ | Probestück | lactam- | ||
Cu" | Farbe |
(%/
Polymer) |
SUS 27 |
schmelze
(bei 1000Q |
||
14 | grünlich | B | ||||
hellbraun | 0,1 | B | ||||
Phthalocyanin (grün)/ | >300 | 0,3 | — | A | ||
Cu11 | 0,3 | ja | A | |||
15 | grün | C | ||||
0,1 | C | |||||
MtTcaptobenzimidozol/ | 233 bis 235 | 0,3 | — | C | ||
Cu" | 0,3 | ja | C | |||
16 | grüngelb | A | ||||
0,1 | C | |||||
Mercaptobenzthiazol/ | 165 bis 167 | 0,3 | . | D | ||
Cu" | 0,3 | ja | E | |||
17 | orangegelb | A | ||||
0,1 | — | C | ||||
0,3 | — | E | ||||
0,3 | ja | E | ||||
Ausfällun
ίΡΡΤ |
Tabelle IV (Fortsetzung) |
lymerisation (bei
Ausfällungsmenge 24 Std. |
260° C)
48 Std. |
Spinn
fähigkeit |
Antioxidans-
Wirksamkeit (bei 1800C in Luft) |
|
Nr. | etwa 10 Stunden >24 Stunden etwa 10 Stunden etwa 30 Stunden |
g während der Po
15 Std. |
O cn O co | 3 3 3 1 |
D A D A |
61 90 45 91 |
1 | <1 Minute 10 bis 15 Stunden etwa 1 Stunde >24 Stunden |
1 0 1 0 |
5 1 1 0 |
co cn cn cn | D C A A |
33 52 55 87 |
2 | < 1 Minute < 1 Stunde < 1 Stunde 10 bis 24 Stunden |
5 1 1 0 |
O cn cn cn | 5 5 4 3 |
E D E C |
37 36 31 82 |
3 | < 1 Minute 10 bis 15 Stunden etwa 10 Stunden 24 bis 30 Stunden |
5 5 5 1 |
O co co cn | 5 3 3 1 |
D A |
23 91 |
4 | < 1 Minute 10 bis 15 Stunden etwa 10 Stunden 24 bis 30 Stunden |
5 1 1 0 |
5 4 5 0 |
5 5 5 1 |
D A |
82 |
5 | etwa 10 Minuten 10 bis 15 Stunden 24 bis 30 Stunden etwa 10 Stunden |
4 1 3 0 |
3 1 1 5 |
4 1 3 4 |
G A |
68 |
6 | etwa 1 Stunde 10 bis 15 Stunden >24 Stunden etwa 10 Stunden |
3 1 0 1 |
3 5 1 5 |
cn co co co | D A |
96 |
7 | 1 ' 1 0 1 |
|||||
17
Tabelle IV (Fortsetzung) fo
Ausfällung | während der Polymerisation (bei 2603C) |
Ausfälliiflgsmenge
24 Std. |
48 | |
Nr. | ς PPT | 15 Std. | — | |
8 | etwa 1 Stunde 10 bis 15 Stunden etwa 30 Stunden etwa 10 Stunden |
— | — | |
9 | unbekannt < 3 Stunden etwa 30 Stunden 10 bis 15 Stunden |
— | I OJ OJ I | |
10 | unbekannt 10 bis 12 Stunden etwa 24 Stunden |
1 1 |
— | |
Il | — | — | 4 3 1 1 |
|
12 | < 3 Minuten 5 bis 10 Stunden 5 bis 10 Stunden 5 bis 10 Stunden |
5 1 1 3 |
5 | |
13 | < 1 Stunde 10 bis 15 Stunden 15 bis 24 Stunden <10 Stunden |
3 | 5 3 3 3 |
|
14 | etwa 5 Stunden 10 bis 15 Stunden 10 bis 15 Stunden < 5 Stunden |
1 1 0 3 |
0 | |
15 | — | 0 | 0 | |
0 | 1 | |||
16 | 10 bis 15 Stunden <1 Stunde <1 Stunde < 30 Minuten |
0 | — | |
17 | etwa 10 Stunden <1 Stunde <1 Stunde <1 Stunde |
— |
Spinn | Antioxidans- | |
fähigkeit | Wirksamkeit | |
(bei 18O0C | ||
Std. | D | in Luft) |
D | 77 | |
A | 51 | |
E | 120 | |
— | 43 | |
5 | — | — |
4 | E | — |
5 | — | 31 |
3 | A | — |
3 | C | 88 |
5 | — | 69 |
3 | A | — |
— | 83 | |
4 | — | |
1 | B | — |
5 | D | 78 |
5 | D | 80 |
0 | D | 42 |
1 | A | 37 |
3 | IQ Il I I | 50 |
— | ||
Zugegebenes
ΛΤ X |
Zugegebenes | PPT während de | r Polymerisation (bei 2600C) | PPT-Menge | 48 Std. |
Spinn-
f nft lnlr-ai fr |
Antioxidans-
Wirk |
|
Cu-Verbindung | KJ | Probestück | 24 Std. | 0 | lanigKeit | samkeit | ||
(%/ | (SUS 27) | y ποτ | 0 | 0 | (bei 18O0C | |||
Polymer) | (, IrI | 15 Std. | 1 | 0 | A | in Luft) | ||
Lactam-Kupfer- | — | — | etwa 48 Stunden | 0 | 0 | 1 | A | 91 |
komplex der | 0,1 | — | 48 bis 60 Stunden | 0 | 0 | A | 90 | |
vorliegenden | 0,3 | ^ , | etwa 60 Stunden | 0 | A | 94 | ||
Erfindung | 0,3 | ja | etwa 36 Stunden | 0 | 88 | |||
Vergleichsversuch 2
Ferner wurden mit Bezug auf den gegenüber der in der USA.-Patentschrift 2 665 265 beschriebenen
Verbindung, nämlich Bis-(benzolazo-p-kresol)-Cu, erzielbaren
technischen Fortschritt Versuche durch-
geführt. Das Versuchsverfahren war hierbei dasselbe, wie vorstehend bei Vergleichsversuch 1 beschrieben.
Dabei wurden die in der nachstehenden Tabelle VI angeführten Ergebnisse erhalten, woraus ersichtlich ist,
S daß mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung gegenüber den bekannten Zusammensetzungen überlegene
Ergebnisse erhalten werden.
Farbe | Zugege | Zugege | Löslich | Ausfällung während de | f· PPT | r | 24 Std. | 48 Std. | Spinn- (ΐ i% ■ a1~ a« * |
Antioxi- | |
benes
KJ |
benes
Probe |
keit in | Polymerisation (bei 260° | ς rri | C) | 5 | 4 | lanigkeit | dations- | ||
stück |
ε-Capro-
Iactam- |
etwa 5 |
Wirk-
samkeit |
||||||||
(%/ | SUS 27 | schmelze | Stunden | Ausfällungsmenge | 3 | 1 | (bei | ||||
Cu-Verbindung | blaß- | Polymer) |
(bei
1000C) |
10 bis 15 | 15 Std. |
180° C
in Luft) |
|||||
grün | Stunden | 1 | 3 | U-I | |||||||
B | 10 bis 15 | — | _ | ||||||||
Bezeichnung | 0,1 | — | Stunden | 1 | 3 | 5 | |||||
B | <5 | B | — | ||||||||
0,3 | Stunden | 0 | |||||||||
A | D | 80 | |||||||||
Bis-(benzolazo- | 0,3 | ja | 3 | ||||||||
p-kresol)-Cu | A | 85 | |||||||||
Claims (3)
1. Stabilisierte Polyamidmassen für Form-, mit Cu1 stattfindenden Zersetzung des in dem PoIy-Preß-und
Überzugszvvecke, die organische Kupfer- 5 amid gebildeten Peroxyds; da sich außerdem Kupfer
verbindungen enthalten, gekennzeichnet allein reversibel vom einwertigen zum zweiwertigen
durch einen Gehalt von 0,001 bis 1 Gewichts- Zustand ändert, scheint die Wirkung auf einen
prozent, bezogen auf das Polyamid, wenigstens funktioneilen Mechanismus zurückzugehen, wie er
eines Kupferkomplexes, bestehend aus einem in den nachstehenden Gleichungen gezeigt ist:
Lactamkupferkomplex mit 5 bis 12 Kohlenstoff- ic „ Ιγ RfV , ΥΓηπηΗ
atomen in der Lactameinheit oder einem ω-Amino- L ROOH + Cu X "*" Rü + *~u °
säure-Kupferkomplex mit 5 bis 12 Kohlenstoff- 2. RO' + RH -»- ROH + R
Lactamkupferkomplex mit 5 bis 12 Kohlenstoff- ic „ Ιγ RfV , ΥΓηπηΗ
atomen in der Lactameinheit oder einem ω-Amino- L ROOH + Cu X "*" Rü + *~u °
säure-Kupferkomplex mit 5 bis 12 Kohlenstoff- 2. RO' + RH -»- ROH + R
atomen in der ω-Aminosäureeinheit als Stabili- 3. R' + XCu11OH ->
ROH + Cu1X
sierungsmittel, wobei die angegebene Gewichtsmenge auf der Basis von Kupfer in dem Komplex 15 in welchen R einen Kohlenwasserstoffrest und X ein
angegeben ist. Anion darstellt.
2. Massen nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Kinetische Untersuchungen über die Sauersroffzeichnet,
daß sie außerdem bis zu 300 Gewichts- aufnahme eines mit einem Kupfersalz gemischten
prozent eines Halogenids einer quarternären Polyamids und über die Peroxydzersetzung mit Bezug
organischen Base und/oder bis zu 100 Gewichts- 20 auf verschiedene Kupfersalze haben dies bestätigt,
prozent eines organischen Amins mit einem Siede- Damit die zugesetzte Kupferverbindung eine wärmepunkt,
der höchstens 100°C unterhalb des Schmelz- stabilisierende Wirkung ausüben kann, muß sie in
punktes des Polyamids liegt, und/oder bis zu 600 Ge- Form von Molekülen oder Ionen in einem Polyamid
wichtsprozent von styroHsiertem Phenol, jeweils gelöst sein. Wenn die Kupferverbindung sich zersetzt
bezogen auf die Menge des Kupferkomplexes, 25 und metallisches Kupfer oder Kupferoxyd abgeenthalten.
schieden wird, geht der Wärmestabilisierungseffekt
3. Stabilisierungsmittel für Polyamidmassen, vollkommen verloren. Außerdem ist dies zusätzlich
dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Lactam- mit dem Nachteil verbunden, daß das abgeschiedene
Kupferkomplex mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen Material ein Fadenbrechen beim Spinnen und ein
in der Lactameinheit oder einem ω-Amino- 30 Fleckigwerden der gesponnenen Fasern oder Fäden
Kupferkomplex mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen herbeiführt. Demgemäß besteht ein besonderes Proin
der ω-Aminosäureeinheit bestehen. blem bei der Auswahl einer für den Zusatz zu einem
Polyamid geeigneten Kupferverbindung mit Bezug auf die Wärmestabilität dieser Verbindung an sich. Da
35 die Wärmestabilität gegenüber hohen Temperaturen
der bisher vorgeschlagenen Kupferverbindungen in einem geschmolzenen Polyamid ungenügend ist, neigen
Die Erfindung bezieht sich auf stabilisierte Polyamid- sie zur Pyrolyse und Abscheidung von metallischem
massen für Form-, Preß- und Uberzugszwecke, die Kupfer oder Kupferoxyd und können nicht als
organische Kupferverbindungen enthalten und die 40 zufriedenstellend bezeichnet werden,
gegenüber Wärmeverschlechterung oder -abbau stabili- Ein weiteres Problem der Verwendung von Kupfer-
gegenüber Wärmeverschlechterung oder -abbau stabili- Ein weiteres Problem der Verwendung von Kupfer-
siert sind. verbindungen als Stabilisierungsmittel beruht auf der
Im allgemeinen ist ein Polyamid gegenüber Oxy- Korrosion der Produktionsvorrichtung. Normalerdation
empfindlich. Bei Aussetzung an eine höhere weise wirkt eine Kupferverbindung, insbesondere bei
Temperatur in Gegenwart von Sauerstoff, beispiels- 45 hohen Temperaturen, korrodierend auf ein Metall,
weise an so hohe Temperaturen, wie sie bei Polyamid- dessen Neigung zur Ionisation größer oder gleich
gebilden für die Verstärkung von Kautschuk häufig derjenigen von Kupfer ist, wobei ein Ionenaustausch
während des Gebrauches auftreten, kommt es zu stattfindet und das Anion (oder der Ligand) der
Mängeln oder Fehlern, wie einer Abnahme des Kupferverbindung das Metall durch Elution in Form
Polymerisationsgrades oder Verfärbungen, wobei die 50 eines Salzes korrodiert. Es ist offensichtlich, daß eine
Polyamide brüchig werden oder sich bisweilen ver- derartige Erscheinung die Haltbarkeit der Vornetzen
und härten. Zur Verhinderung einer derartigen richtung, in der eine Kupferverbindung einem PoIy-Wärmeverschlechterung
von Polyamiden wurden bisher amid zugesetzt wird, verringert, wobei gleichzeitig
verschiedene Verfahren zur Stabilisierung von Poly- mit der korrodierenden Reaktion metallisches Kupfer
amiden vorgeschlagen. 55 oder ein anderes Metallion mit dem Polyamid ge-
Es ist bekannt, Polyamide mit Kupferkomplex- mischt wird, was zu Schwierigkeiten beim Spinnen
Verbindungen gegenüber Wärmeverschlechterung zu und Strecken führt und eine Verschlechterung der
stabilisieren. Aus der französischen Patentschrift Fadenqualität bewirkt.
906 893 ist es bekannt, eine Schwermetallverbindung, Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung von
beispielsweise eine Kupferverbindung, mit einem 60 stabilisierten Polyamidmassen mit einer verbesserten
Polyamid zu mischen. Aus der schweizerischen Beständigkeit gegenüber Wärmeverschlechterung oder
Patentschrift 364 116 ist es bekannt, Kupfersalze, wie Wärmeabbau sowie einer verringerten Korrosion.
Kupferacetat, als Stabilisierungsmittel zu verwenden. Gegenstand der Erfindung sind stabilisierte PoIy-
Gemäß der britischen Patentschrift 689 629 werden amidmassen für Form-, Preß- und Überzugszwecke,
unter anderem Kupfersalze von Anthranilsäure den 65 die organische Kupferverbindungen enthalten und
Polyamiden zugegeben. Die bekannten Stabilisierungs- durch einen Gehalt von 0,001 bis 1 Gewichtsprozent,
verfahren sind jedoch noch nicht zufriedenstellend, bezogen auf das Polyamid, wenigstens eines Kupferw
e des nachstehend noch näher erläutert wird. komplexes, bestehend aus einem Lactamkupfer-
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---|---|---|---|
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DE1694987B2 true DE1694987B2 (de) | 1974-10-31 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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---|---|
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DE (1) | DE1694987B2 (de) |
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