DE2730248A1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF A LINEAR POLYAMIDE FROM EPSILON-CAPROLACTAM AND NEW EPSILON-CAPROLACTAMPOLYMERES - Google Patents
PROCESS FOR THE PRODUCTION OF A LINEAR POLYAMIDE FROM EPSILON-CAPROLACTAM AND NEW EPSILON-CAPROLACTAMPOLYMERESInfo
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Description
Die Schmelzpolymerisation von £-Caprolactam in Gegenwart von Wasser ist gut bekannt und ist in grossem Maßstab schon seit vielen Jahren verwendet worden. Eine derartige Polymerisation wird im allgemeinen bei Temperaturen von etwa 180 bis 3000C in Gegenwart von etwa 0,05 bis 10 Mol Wasser pro Mol Lactam durchgeführt. In der Regel erfolgt die Polymerisation in einem geschlossenen System unter erhöhtem Druck, bis ein grösserer Anteil des Monomeren in das Polymere umgewandelt worden ist; der Reaktor wird dann geöffnet und man lässt das Wasser unter atmospärischem oder erniedrigtem Druck abdestillieren. Die Polymerisationsmischung erreicht ein Gleichgewicht, bei dem sie 10 bis 12 Gew% an mit Methanol extrahierbarem Material enthält, das aus nicht umgesetztem Caprolactam und Oligomeren des Caprolactams besteht. Die Gegenwart von solchen Monomeren und Oligomeren ist aber häufig bei der Verarbeitung von Polycaprolactam in Fasern, Filmen oder anderen Formkörpern unerwünscht. Die Polymerisation von £-Caprolactam in Gegenwart von Aminen ist aus der US-PS 35 55 114 ebenfalls be kannt .The melt polymerization of ε-caprolactam in the presence of water is well known and has been used on a large scale for many years. Such a polymerization is generally carried out at temperatures of about 180 to 300 ° C. in the presence of about 0.05 to 10 mol of water per mol of lactam. As a rule, the polymerization takes place in a closed system under increased pressure until a larger proportion of the monomer has been converted into the polymer; the reactor is then opened and the water is allowed to distill off under atmospheric or reduced pressure. The polymerization mixture reaches an equilibrium at which it contains 10 to 12% by weight of material which can be extracted with methanol and which consists of unreacted caprolactam and oligomers of caprolactam. However, the presence of such monomers and oligomers is often undesirable when processing polycaprolactam in fibers, films or other molded articles. The polymerization of ε-caprolactam in the presence of amines is also known from US Pat. No. 3,555,114.
Gegenstand dieser Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung eines linearen Polyamids aus £-Caprolactam durch Erwärmen einer ein Polyamid bildenden Cap ro Iac tarn - The subject of this invention is a process for the production of a linear polyamide from ε-caprolactam by heating a polyamide-forming cap ro Iac camo -
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Verbindung auf eine Temperatur von 180 bis 3000C in Gegenwart von Wasser und eines Amins. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung unter erhöhtem Druck in Gegenwart von 0,6 bis 5 Mol%, bezogen auf die anfangs vorhandene Verbindung, eines primären oder sekundären Amins, das unter atmospärischem Druck bei einer Temperatur von mindestens 245°C siedet, oder einer Mischung davon beginnt und dass man das System, nachdem ein grösserer Teil der Polymerisation erfolgt ist, entspannt und unter eine Atmosphäre eines inerten Gases oder ein Vakuum für eine Zeit bringt, die ausreichend ist, um die mit Methanol extrahierbaren Anteile auf weniger als 5 Gew% zu reduzieren. Compound to a temperature of 180 to 300 0 C in the presence of water and an amine. This process is characterized in that the reaction is carried out under elevated pressure in the presence of 0.6 to 5 mol%, based on the initially present compound, of a primary or secondary amine which boils at a temperature of at least 245 ° C. under atmospheric pressure , or a mixture thereof begins and that after a greater part of the polymerization has taken place, the system is depressurized and placed under an atmosphere of an inert gas or a vacuum for a time which is sufficient to reduce the proportions extractable with methanol to less than 5 wt% to reduce.
Die Umsetzung wird bevorzugt unter erhöhtem Druck durchgeführt, bis mindestens 75 % der Polymerisation eingetreten ist, wobei besonders bevorzugt mindestens 85 % der Polymerisation stattgefunden hat, das heisst, dass weniger als 15 Gew% des ursprünglich polymerisierbaren Materials mit Methanol extrahierbar sind.The reaction is preferably carried out under increased pressure until at least 75 % of the polymerization has occurred, with at least 85 % of the polymerization having taken place particularly preferably, which means that less than 15% by weight of the originally polymerizable material can be extracted with methanol.
Der Gehalt des durch Methanol extrahierbaren Materials des Polyamids wird in folgender Weise bestimmt: 2 g des Polymeren, das durch ein ASTM Sieb Nr. 20 (Sieböffnung 0,84 mm) passiert worden ist, werden mit siedendem Methanol 90 Minuten extrahiert. Die Mischung wird gekühlt und filtriert. Das Filtrat wird auf einem Dampfbad unter einem Druck von 10 mm Hg abs. 15 Minuten behandelt, nachdem jede sichtbare Flüssig-The content of the polyamide extractable by methanol is determined as follows: 2 g of the polymer, which has been passed through an ASTM sieve No. 20 (sieve opening 0.84 mm), are extracted with boiling methanol for 90 minutes. The mixture is cooled and filtered. The filtrate is on a steam bath under a pressure of 10 mm Hg abs. 15 minutes after any visible liquid
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keit verschwunden ist. Der vorher gewogene Behälter wird dann noch weiter 10 Minuten bei 1000C in einem Luftumwälzofen getrocknet. Der Behälter und der Rückstand werden in einen Trockenapparat gegeben und nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur gewogen. Dann wird der Anteil an extrahierbaren Bestandteilen berechnet.has disappeared. The previously weighed container is then dried for a further 10 minutes at 100 ° C. in an air circulation oven. The container and residue are placed in a dryer and, after cooling to room temperature, weighed. Then the percentage of extractables is calculated.
Besonders geeignete Amine entsprechen der FormelParticularly suitable amines correspond to the formula
NHNH
in der R1 und R_ jeweils Wasserstoff, Alkylreste, Cycloalkylreste, Hydroxyalkylreste, Alkylsulfidreste, Hydroxyalkylsulfidreste, Amidoalkylreste, Amidohydroxyalkylreste, aromatische Reste, ar-Alkylreste, Alkarylreste oder Carboxyalkylsulfidreste sind, wobei die verschiedenen Reste bis zu 18 Kohlenstoffatome . enthalten können. Das Amid kann ein freies Amin sein oder in Form eines Aminsalzes einer organischen oder anorganischen Säure vorliegen. Bevorzugt wird das Amin zugegeben, bevor die Polymerisation initiiert wird, doch kann seine Zugabe auch erfolgen, nachdem eine geringfügige Umwandlung des Lactams in das Polymere eingetreten ist.in which R 1 and R_ are each hydrogen, alkyl radicals, cycloalkyl radicals, hydroxyalkyl radicals, alkyl sulfide radicals, hydroxyalkyl sulfide radicals, amidoalkyl radicals, amidohydroxyalkyl radicals, aromatic radicals, ar-alkyl radicals, alkaryl radicals or carboxyalkylsulfide radicals, the various radicals being up to 18 carbon atoms. may contain. The amide can be a free amine or it can be in the form of an amine salt of an organic or inorganic acid. Preferably the amine is added before the polymerization is initiated, but it can also be added after a slight conversion of the lactam to the polymer has occurred.
Die Ausgangsstoffe für die Herstellung des £-Caprolactampolymeren können als polymerisierbare Komponente nur £-Caprolactam allein enthalten, doch ist esThe starting materials for the production of the ε-caprolactam polymer can only contain ε-caprolactam alone as a polymerizable component, but it is
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auch möglich, das f-Caprolactam in Mischung mit anderen Materialien zu benutzen, die lineare Polyamide bilden, wie zum Beispiel äquimolare Mengen an Hexamethylendiamin und Adipinsäure oder andere gut bekannte polyamidbildende Materialien. also possible to use the f-caprolactam in admixture with other materials that form linear polyamides, such as equimolar amounts of hexamethylenediamine and adipic acid or other well known polyamide-forming materials.
Die Erfindung umfasst auch ein neues £-Caprolactampolymeres, das gekennzeichnet ist durch:The invention also includes a new ε-caprolactam polymer, which is characterized by:
(1) einen relativ hohen Grad der Wärmebeständigkeit, so dass das Polymere beim Aufbewahren bei 275°C in einer Stickstoffatmosphäre für einen Zeitraum von 12 Stunden eine Erhöhung des έ-Caprolactamgehaltes von nicht mehr als 50 % zeigt,(1) a relatively high degree of heat resistance, so that the polymer shows an increase in έ-caprolactam content of no more than 50% when stored at 275 ° C in a nitrogen atmosphere for a period of 12 hours,
(2) einen Gehalt von nicht mehr als 5 Gew% an durch Methanol extrahierbarem Material in dem Zustand, in dem das Polymere ohne Auslaugen oder Extraktion aus dem Reaktor entfernt wird,(2) a content of not more than 5% by weight of methanol extractable material in the condition by removing the polymer from the reactor without leaching or extraction,
(3) einen Gehalt von weniger als 30 Milliäquivalenten Carboxylendgruppen pro kg des Polymeren,(3) a content of less than 30 milliequivalents of carboxyl end groups per kg of the polymer,
(4) eine relative Viskosität von etwa 1,7 bis 3, bestimmt unter Verwendung einer Lösung von 1 g des Polymeren und 182,5 g 96%iger Schwefelsäure bei einer Temperatur von 25°C.(4) a relative viscosity of about 1.7 to 3 as determined using a 1 g solution of the polymer and 182.5 g of 96% strength sulfuric acid at a temperature of 25 ° C.
Bevorzugt ist der Gehalt dieser £-Caprolactampolymeren an durch Methanol extrahierbarem Material in dem Zustand, in dem das Polymere ohne Auslaugen oder Extraktion aus dem Reaktor entfernt wird, niedriger als 2 Gew%. Fasern aus diesen Polymeren zeigen eine hohe Affinität für saure Farbstoffe. Preferably, the content of methanol-extractable material in these ε-caprolactam polymers in the state in which the polymer is removed from the reactor without leaching or extraction is less than 2 % by weight. Fibers made from these polymers show a high affinity for acidic dyes.
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Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen noch näher erläutert. Alle Angaben über Teile und Prozentsätze sind Gewichtsangaben, falls nicht etwas anderes festgestellt wird.The invention is explained in more detail in the following examples. All information about parts and percentages are weights, unless otherwise stated.
In eine 45 ml - Parr - Bombe wurde eine Mischung aus folgenden Bestandteilen eingeführt: 23,75 g (0,21 Mol) L -Caprolactam, 1,25 g (0,0084 Mol) 6-Amino-4-thiahexansäure (6-Amino-4-thiacapronsäure) und 0,28 g (0,0156 Mol) Wasser. Die Bombe wurde geschlossen und im Temperaturbereich von 250 bis 2650C für einen Zeitraum von 6 Stunden gehalten. Am Ende des Zeitraums von 6 Stunden wurde die Bombe zur Atmosphäre entspannt und im Bereich von 250 bis 26O0C für einen Zeitraum von weiteren 6 Stunden gehalten. Am Ende dieses Zeitraums wurde die Bombe und ihr Inhalt abgekühlt und es wurde dann ein fester Pfropfen aus Polyamid aus der Bombe entfernt. Das Polymere wurde in Gegenwart von Trockeneis zu einem feinen Pulver zerkleinert. Dann wurde das Polymere erwärmt, getrocknet und gewogen. Es wurden 24,9 g eines leicht grauen Pulvers erhalten, was einer Ausbeute von 99,9 % entspricht. Der Schmelzpunkt wurde in einem Fisher-Jones - Apparat mit 210 bis 215°C ermittelt und die Differentialthermoanalyse zeigte einen Schmelzpunkt von 209 bis 2180C an. Bei keiner dieser Bestimmungen wurde das Vorhandensein von Caprolactam festgestellt. A mixture of the following ingredients was placed in a 45 ml Parr bomb: 23.75 g (0.21 mol) L- caprolactam, 1.25 g (0.0084 mol) 6-amino-4-thiahexanoic acid (6- Amino-4-thiacaproic acid) and 0.28 g (0.0156 mol) water. The bomb was closed and kept in the temperature range from 250 to 265 ° C. for a period of 6 hours. At the end of the period of 6 hours, the bomb was vented to the atmosphere and maintained in the range of 250 to 26O 0 C for a further period of 6 hours. At the end of this period, the bomb and its contents were cooled and a solid polyamide plug was then removed from the bomb. The polymer was ground to a fine powder in the presence of dry ice. Then the polymer was heated, dried and weighed. 24.9 g of a slightly gray powder were obtained, which corresponds to a yield of 99.9%. The melting point was in a Fisher-Jones - determined apparatus at 210 ° to 215 ° C and the differential thermal analysis showed a melting point 209-218 0 C on. The presence of caprolactam was not found in any of these determinations.
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Vergleichsversuch 1Comparative experiment 1
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass die Bombe mit 24,87 g (0,22 Mol) Caprolactam, 0,13 g (0,00084 Mol) (0,4 Mol%) 6-Amino-4-thiahexansäure und 0,45 g (0,025 Mol) Wasser beschickt wurde. Es wurde ein festes Polymeres in 97%-iger Ausbeute erhalten, das ein nahezu weißes Pulver bildete. Eine Untersuchung des Schmelzverhaltens in dem Fisher-Jones - Apparat zeigte ein teilweises Schmelzen bei 600C und ein vollständiges Schmelzen im Bereich von 180 bis 2000C an. Die Differentialthermoanalyse zeigte Schmelzpunkte bei 59 bis 65°C und 186 bis 196°C an. Es ergibt sich daraus, dass dieses Produkt unpolymerisiertes Caprolactam enthielt. The procedure of Example 1 was repeated except that the bomb was loaded with 24.87 grams (0.22 moles) of caprolactam, 0.13 grams (0.00084 moles) (0.4 mole percent) of 6-amino-4 -thiahexanoic acid and 0.45 g (0.025 mol) of water was charged. A solid polymer was obtained in 97% yield, which formed an almost white powder. An examination of the melting behavior in the Fisher-Jones apparatus indicated partial melting at 60 ° C. and complete melting in the range from 180 to 200 ° C. The differential thermal analysis indicated melting points at 59 to 65 ° C and 186 to 196 ° C. It can be seen that this product contained unpolymerized caprolactam.
Vergleichsversuch 2Comparative experiment 2
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei 25 g (0,22 Mol) Caprolactam und 0,45 g (0,025 Mol) Wasser verwendet wurden. Das erhaltene Polymere zeigte beim Untersuchen in einem Fisher-Jones - Apparat, dass es zum Teil bei etwa 600C und vollständig bei 200 bis 215°C schmolz. Es enthielt infolgedessen unpolymerisiertes Caprolactam.The procedure of Example 1 was repeated using 25 g (0.22 mol) of caprolactam and 0.45 g (0.025 mol) of water. The polymer obtained showed in examining in a Fisher-Jones - apparatus that it completely melted partially at about 60 0 C and at 200 to 215 ° C. It therefore contained unpolymerized caprolactam.
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Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei 24,64 g (0,218 Mol) Caprolactam, 0,36 g (0,00242 Mol, 1,1 Mol%) 6-Amino-4-thiahexansäure und 0,41 g (0,227 Mol) Wasser verwendet wurden. Es wurden 25,1 g des Polymeren als graues Pulver erhalten. In dem Fisher-Jones - Apparat wurde ein Schmelzbereich von 212 bis 222°C ermittelt, woraus hervorgeht, dass kein nicht umgesetztes Caprolactam vorhanden war.The procedure of Example 1 was repeated using 24.64 g (0.218 mol) of caprolactam, 0.36 g (0.00242 mol, 1.1 mol%) 6-amino-4-thiahexanoic acid and 0.41 g (0.227 mol) water were used. There was 25.1 g of the polymer obtained as a gray powder. A melting range of 212 to 222 ° C was determined in the Fisher-Jones apparatus, from which it can be seen that no unreacted caprolactam was present.
Die Arbeitsweise von Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass eine grössere Parr - Bombe verwendet wurde und jeder Ausgangsstoff in der 8,5-fachen Menge benutzt wurde als in Beispiel 2. Am Ende des Zeitraums von 6 Stunden wurde der Reaktor unter ein Vakuum gesetzt, das zwischen etwa 30 bis 50 mm Hg schwankte. Es wurde ein graues Polymerpulver in einer Ausbeute von 97,3 % erhalten, dessen Schmelzbereich bei 220 bis 235°C, bestimmt in einem Fisher-Jones - Apparat, lag. Dieser Schmelzbereich zeigt an, dass kein nicht umgesetztes Caprolactam vorhanden war.The procedure of Example 2 was repeated except that a larger Parr bomb was used and each raw material was used in an amount 8.5 times that of Example 2. At the end of the period For 6 hours the reactor was placed under a vacuum varying between about 30 to 50 mm Hg. It a gray polymer powder was obtained in a yield of 97.3%, the melting range of which was 220 to 235 ° C, determined in a Fisher-Jones apparatus. This melting range indicates that there is no unreacted Caprolactam was present.
Ein Teil des Produktes wurde einer thermogravimetrischen Analyse unterworfen. Die Probe zeigte einen Gewichtsverlust von 4 % bis zu einer Temperatur von 21O0C. Beim weiteren Erwärmen trat kein zusätzlicher GewichtsverlustPart of the product was subjected to thermogravimetric analysis. The sample showed a weight loss of 4% up to a temperature of 21O 0 C. Upon further heating occurred no additional weight loss
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ein, bis eine Zersetzung des Polymeren bei einer Temperatur oberhalb von 4000C eintrat. Proben der Polymeren der Vergleichsversuche 2 und 1 verloren 38 bzw. 32 Gew% beim Erwärmen auf 2100C. Dieser Gewichtsverlust zeigt die Gegenwart von Caprolactam und seinen Oligomeren an.until decomposition of the polymer at a temperature above 400 ° C. occurred. Samples of the polymers from Comparative Experiments 2 and 1 lost 38 and 32% by weight, respectively, on heating to 210 ° C. This weight loss indicates the presence of caprolactam and its oligomers.
Die Arbeitsweise von Beispiel 3 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass anstelle des Anlegens eines Vakuums ein Stickstoffstrom in dem Gefäss aufrecht erhalten wurde. Das Produkt wurde einer thermogravimetrischen Analyse unterworfen und zeigte einen Gewichtsverlust von 0,4 % beim Erwärmen bis auf eine Temperatur von etwa 210°C.The procedure of Example 3 was repeated except that instead of applying a vacuum a nitrogen flow was maintained in the vessel. The product was a thermogravimetric Subjected to analysis and showed a weight loss of 0.4% on heating to a temperature of about 210 ° C.
Es wurde eine Vielzahl von Aminen für die Polymerisation von £-Caprolactam herangezogen. Dazu wurde die Arbeitsweise von Beispiel 1 wiederholt und es wurden in jedem Fall 24,86 g (0,220 Mol) Caprolactam, 0,36 g (0,0198 Mol) Wasser und 0,0022 Mol (1 Mol%) des entsprechenden Amins verwendet. Es wurden in jedem Fall die Ausbeuten des Polymeren, die Schmelzpunkte in dem Fisher-Jones - Apparat und der isothermische Gewichtsverlust nach 4 Stunden bei 2100C bei atmosphärischem Druck bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt. Polymere, die Gewichts-A large number of amines have been used for the polymerization of ε-caprolactam. For this purpose, the procedure of Example 1 was repeated and in each case 24.86 g (0.220 mol) of caprolactam, 0.36 g (0.0198 mol) of water and 0.0022 mol (1 mol%) of the corresponding amine were used. In each case, the yields of the polymer, the melting points in the Fisher-Jones apparatus and the isothermal weight loss after 4 hours at 210 ° C. at atmospheric pressure were determined. The results are shown in Table I below. Polymers that are weight
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273Ü248273Ü248
Verluste von weniger als 5 % zeigten, werden als Produkte angesehen, die kein Caprolactam enthielten. Polymere mit Gewichtsverlusten von höher als 10 Gew% zeigen eindeutig das Vorhandensein von Caprolactam an. Die letzten drei Versuche sind Vergleichsversuche.Showing losses of less than 5% are considered to be products that did not contain caprolactam. Polymers with Weight losses of more than 10% by weight clearly indicate the presence of caprolactam. The last three trials are comparative trials.
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ο ccο cc 00 OC00 OC GOGO
AUSBEUTEPOLYMER
YIELD
MISCHER
GEWICHTS
VERLUSTISOTHER
MIXER
WEIGHT
LOSS
(2650/10 mm Hg)> 300 ° C
(2650/10 mm Hg)
sulfidAminoethyl octyl
sulfide
(126,5°C/0,3 mm Hg)318 0 C
(126.5 ° C / 0.3 mm Hg)
äthyl-sulfid2-aminoethyl-2'-hydroxy
ethyl sulfide
(128°C/2,3 mm Hg)285 ° C
(128 ° C / 2.3 mm Hg)
(gering
bei 60OC)218-226 0 C.
(small amount
at 60OC)
(Vergleich)no
(Comparison)
(gering
bei 60OC)218-22O 0 C
(small amount
at 60OC)
(1) = Kp - Siedepunkt des Amins(1) = bp - boiling point of the amine
(2) = Sp - Schmelzpunkt(2) = Sp - melting point
u> ιu> ι
OCOC
Die Arbeitsweise von Beispiel 5 wurde wiederholt, wobei verschiedene Amine bei einem Gehalt von 1 Mol% verwendet wurden. Das erhaltene Polymere wurde durch Gas Chromatographie analysiert, um den Anteil des restlichen Caprolactams festzustellen. In den meisten Fällen wurde auch der Anteil der durch Methanol extrahierbaren Bestandteile bestimmt. Das restliche Polymere wurde gewogen und der Prozentsatz der ursprünglichen Probe wurde als nicht extrahierbares Polymeres angegeben. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengefasst.The procedure of Example 5 was repeated using different amines at a level of 1 mol% became. The obtained polymer was analyzed by gas chromatography to determine the proportion of the remaining Determine caprolactams. In most cases, the proportion of methanol extractable was also determined Components determined. The remaining polymer was weighed and the percentage of the original Sample was reported as a non-extractable polymer. The results are in the table II summarized.
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LACTAM % CAPRO-
LACTAM
EXTRAHIER
BARCH3OH
EXTRACT
BAR
HIERBARES
POLYMERESNOT EXTRA
AVAILABLE HERE
POLYMERES
<οσ
<ο
00OO
00
OCO
O
äthylsulfid2-aminoethyl-2'-hydroxy
ethyl sulfide
säure6-amino-4-thiahexane
acid
(H NCH2CH2SO3H)Taurine
(H NCH 2 CH 2 SO 3 H)
(1) » Kp - Siedepunkt des Amins(1) »bp - boiling point of the amine
(2) β Sp - Schmelzpunkt(2) β Sp - melting point
(3) = nicht bestimmt(3) = not determined
OJOJ
ho OOho OO
In der Tabelle II sind die ersten fünf Versuche Vergleichsversuche und die anderen Versuche entsprechen der Erfindung. Die für Diäthanolamin und 6-Amino-4-thiahexansäure angegebenen Versuchsergebnisse entsprechen mehreren Versuchen.In Table II, the first five trials are comparative trials and the other experiments are in accordance with the invention. The ones for diethanolamine and 6-amino-4-thiahexanoic acid The test results given correspond to several tests.
Es wurde die Arbeitsweise von Beispiel 4 wiederholt, mit der Ausnahme, dass einige Polymerisationen ohne
Amin und zwei Polymerisationen mit 1 Mol% Diäthanolamin durchgeführt wurden. Das erhaltene Polymere wurde
auf seinen Gehalt an £-Caprolactam und auf den Anteil an mit Methanol extrahierbaren Bestandteilen untersucht.
Nach der Methode.von W. Sweeny und J. Zimmerman, Encyclopedia of Polymer Science and Technology, 10,
542 - 543 (1969) Interscience, wurden die Carboxylendgruppen (CEG) und die Aminendgruppen (AEG) bestimmt.
Die relative Viskosität (RV) wurde in 967oiger Schwefelsäure
ermittelt. Dazu wurde bei 250C die Viskosität
der Säure und einer Lösung von 1 g des Polymeren in 182,5 g der Schwefelsäure bestimmt. Die relative Viskosität
ist die Viskosität der Säure plus Polymeren geteilt durch die Viskosität der Säure. Das Molekulargewicht
(MG) wurde nach der folgenden Gleichung berechnet:
[log MG = 0,301 log (11,300 RV - 23,000) + 3,27δ] The procedure of Example 4 was repeated with the exception that some polymerizations without amine and two polymerizations with 1 mol% diethanolamine were carried out. The polymer obtained was examined for its content of ε-caprolactam and the proportion of constituents which could be extracted with methanol. The carboxyl end groups (CEG) and the amine end groups (AEG) were determined according to the method by W. Sweeny and J. Zimmerman, Encyclopedia of Polymer Science and Technology, 10, 542-543 (1969) Interscience. The relative viscosity (RV) was determined in 967 o sulfuric acid. For this purpose, the viscosity of the acid and a solution of 1 g of the polymer in 182.5 g of the sulfuric acid was determined at 25 ° C. Relative viscosity is the viscosity of the acid plus polymer divided by the viscosity of the acid. The molecular weight (MW) was calculated according to the following equation:
[log MW = 0.301 log (11,300 RV - 23,000) + 3.27 δ]
Die Ergebnisse gehen aus der folgenden Tabelle III hervor· 709883/0799 The results are shown in Table III forth · 709883/0799
% CAPRO- % CH3OH CEG LACTAM EXTRAHIERBAR AEG% CAPRO- % CH 3 OH CEG LACTAM EXTRACTABLE AEG
RVRV
MGMG
kein 8,0 % 11,5 %none 8.0% 11.5%
Diathanolamin 1,1 % 1,9 % Diathanolamin 1,9 % 1,9 %Diethanolamine 1.1% 1.9% diethanolamine 1.9% 1.9%
2900020000
29000
Die für die Polymerisation ohne Amin angegebenen Werte entsprechen mehreren Versuchen.The values given for the polymerization without amine correspond to several tests.
Die Arbeitsweise von Beispiel 4 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass 1 Mol% Amin verwendet wurde und dass eine Stickstoffspülung für einen Zeitraum von 6 Stunden bei einer Reaktionstemperatur im Bereich von 275 bis 2800C durchgeführt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengefasst.The procedure of Example 4 was repeated with the exception that 1 mol% amine was used and that a nitrogen purge was carried out for a period of 6 hours at a reaction temperature in the range from 275 to 280 ° C. The results are summarized in Table IV.
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Diäthanolamin
Diäthanolamin
Diäthanolamin
Diäthanolamin
VergleichDiethanolamine
Diethanolamine
Diethanolamine
Diethanolamine
comparison
REAKTIONS- % CAPRO- % CH-OH RV ZEIT h LACTAM EXTRAHIERBARREACTION- % CAPRO- % CH-OH RV TIME h LACTAM EXTRACTABLE
6 6 5 5 66 6 5 5 6
0,9 1,3 0,4 0,3 4,00.9 1.3 0.4 0.3 4.0
MGMG
-J GJ CD K)-J GJ CD K)
Dieses Beispiel enthält Angaben über Versuche nach der Erfindung und über Vergleichsversuche.This example contains information about tests according to the invention and about comparative tests.
Für Vergleichszwecke wurde ein im Handel erhältliches Poly-£-caprolactam auf seinen £-Caprolactam-Gehalt, den Anteil an nicht Extrahierbaren und an durch Methanol Extrahierbaren untersucht. Bei einer ersten Probe, Probe A, wurde festgestellt, dass sie einen Gehalt von 0 an Caprolactam und von 0 an Extrahierbaren enthielt. Nach zwei Stunden Erwärmen auf 2500C enthielt ein Anteil der Probe A 1,5 % <£-Caprolactam und etwa 4,5 % durch Methanol extrahierbare Bestandteile. Eine Probe eines Polymeren nach der Erfindung (Probe B), die unter Verwendung von 0,9 % Diäthanolamin hergestellt worden war, enthielt vor dem Erwärmen 1 % £-Caprolactam und 1 % durch Methanol extrahierbare Bestandteile. Nach dem Erwärmen eines Teils der Probe B für zwei Stunden auf 2500C war der Gehalt an £-Caprolactam auf etwa 1,5 % und an durch Methanol extrahierbaren Bestandteilen auf 1,5 % angestiegen.For purposes of comparison, a commercially available poly-ε-caprolactam was examined for its ε-caprolactam content, the proportion of non-extractables and of those that could be extracted by methanol. A first sample, Sample A, was found to contain zero caprolactam and zero extractables. After two hours of heating at 250 0 C, a portion of the sample A contained 1.5% <£ caprolactam and about 4.5% by methanol extractables. A sample of a polymer according to the invention (sample B), which had been prepared using 0.9% diethanolamine, contained 1 % ε-caprolactam and 1 % methanol extractables before heating. After heating a portion of the sample B for two hours at 250 0 C, the content of £ -caprolactam had risen to about 1.5%, and extractables by methanol ingredients to 1.5%.
Eine weitere Probe eines handelsüblichen Poly-C-caprolactams, Probe C, enthielt 0,06 % £-Caprolactam und 0,65 % an durch Methanol extrahierbaren Bestandteilen. Ein Teil der Probe C wurde 12 Stunden auf 2500C erwärmt. Nach dem Erwärmen enthielt die Probe C 1,9 % £. -Caprolactam und 2,5 % an durch Methanol extrahierbaren Bestandteilen.Another sample of a commercially available poly-C-caprolactam, Sample C, contained 0.06 % ε-caprolactam and 0.65 % methanol extractables. A portion of Sample C was heated 12 hours 250 0 C. After heating, Sample C contained 1.9% £. -Caprolactam and 2.5 % methanol extractables.
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Eine weitere Probe, Probe D, war nach der Erfindung hergestellt worden durch Erwärmen von 339 g £-Caprolactam, 4,9 g Wasser, 3,2 g Diethanolamin, wobei 12 Stunden in einer Parr - Bombe auf 2500C erwärmt worden war. Nach 12 Stunden wurde der Wasserdampf entspannt und das Gefäss wurde mit Stickstoff für einen Zeitraum von 10 Stunden gespült, wobei die Temperatur bei 2500C gehalten wurde. Das Polymere wurde auf Raumtemperatur abgekühlt. Es enthielt 1,3 % Caprolactam und 1,5 durch Methanol extrahierbare Bestandteile.Another sample, Sample D, was prepared according to the invention by heating 339 g £ -caprolactam, 4.9 g water, 3.2 g of diethanolamine, and 12 hours in a Parr - bomb was heated to 250 0 C. After 12 hours, the steam was released and the vessel was purged with nitrogen for a period of 10 hours, while the temperature was maintained at 250 0 C. The polymer was cooled to room temperature. It contained 1.3% caprolactam and 1.5% methanol extractable components.
Nach dem Erwärmen eines Teils der Probe D auf 2500C für 12 Stunden enthielt die Probe 2,3 "L £-Caprolactam, wogegen der Gehalt der gesamten durch Methanol extrahierbaren Anteile bei etwa 2 Gew% lag.After heating a portion of the sample D at 250 0 C for 12 hours, the sample 2.3 "L £ -caprolactam contained, the content while the total extractable by methanol shares at about 2% by weight was.
Es wurden Teile der Proben C und D verglichen, indem sie 12 Stunden auf 275°C erwärmt wurden. Die Probe C enthielt am Ende dieser Erwännungsperiode 4,2 % £-Caprolactam und hatte einen Anteil von 4 % an extrahierbaren Bestandteilen und einen Gehalt von 95 "L an nicht extrahierbarem Material. Die Probe D enthielt nach einer ähnlichen Wärmebehandlung 1,9 % £-Caprolactam, 97,3 % nicht extrahierbares Material und 2,5 % durch Methanol extrahierbare Bestandteile. Daraus ergibt sich, dass das Polymere nach der Erfindung eindeutig eine grössere Wärmebeständigkeit besitzt, als die handelsüblichen Proben A und C. Die·Parts of Samples C and D were compared by heating them to 275 ° C for 12 hours. Sample C at the end of this reference period contained 4.2 % ε-caprolactam and had 4% extractables and 95 "L non-extractables. Sample D after a similar heat treatment contained 1.9% ε -Caprolactam, 97.3% non-extractable material and 2.5% components extractable by methanol. It follows that the polymer according to the invention clearly has a greater heat resistance than the commercially available samples A and C. The ·
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ses gilt auch dann, wenn das Polymere nach der Erfindung einen grösseren Anteil an extrahierbaren Bestandteilen vor der Wärmebehandlung enthält.This also applies when the polymer according to the invention has a larger proportion of extractable constituents contains before heat treatment.
Dieses Beispiel enthält einen weiteren Vergleich zwischen Caprolactampolymeren nach der Erfindung und bekannten Caprolactampolymeren.This example contains a further comparison between caprolactam polymers according to the invention and known caprolactam polymers.
Für Vergleichszwecke wurde Beispiel 1 der US-PS 35 55 zweimal wiederholt, wobei 1 Mol% bzw. 8 Mol% Diethanolamin verwendet wurden. Unter ähnlichen Temperaturbedingungen wurden zwei Polymerisationen gemäss dem Verfahren dieser Erfindung durchgeführt, wobei das Polymerisationssystem unter Druck für 11 Stunden gehalten wurde und anschliessend mit Stickstoff 11 Stunden gespült wurde (Stickstoffspülung). Bei dem zweiten Versuch wurde der Druck 11 Stunden aufrecht erhalten und anschliessend wurde bei einem Vakuum von 50 mm Hg für etwa 11 Stunden gespült (Vakuumspülung). Bei allen Proben wurde die Polymerausbeute, der Erweichungspunkt nach Fisher-Jones, der restliche Gehalt an £-Caprolactam durch Gaschromatographie und der isotherme Gewichtsverlust durch Erwärmen für 4 Stunden auf 2100C bei atmosphärischem Druck bestimmt. Die Schmelzviskosität wurde bei 233°C nach einer Methode von P. A. Small, J. Polymer Science, 28, 233, (1959), bestimmt. Es wird angenommen, dass der isotherme Gewichtsverlust dem Gesamtverlust des ursprünglich vorhandenen £-Caprolactams und der Oligomeren entspricht. Wenn ein Bereich angegeben ist, zeigt dies an,For comparison purposes, Example 1 of US Pat. No. 3,555 was repeated twice using 1 mole percent and 8 mole percent diethanolamine, respectively. Two polymerizations according to the process of this invention were carried out under similar temperature conditions, the polymerization system being kept under pressure for 11 hours and then being purged with nitrogen for 11 hours (nitrogen purge). In the second attempt, the pressure was maintained for 11 hours and then purging was carried out at a vacuum of 50 mm Hg for about 11 hours (vacuum purging). In all samples, the polymer yield, the softening point by Fisher-Jones, the residual content of £ -caprolactam by gas chromatography and the isothermal weight loss was determined by heating for 4 hours at 210 0 C at atmospheric pressure. The melt viscosity was determined at 233 ° C. by a method by PA Small, J. Polymer Science, 28, 233, (1959). It is assumed that the isothermal weight loss corresponds to the total loss of the ε-caprolactam originally present and the oligomers. When a range is given, it indicates
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dass mehrere Versuche durchgeführt wurden. Bei den in Tabelle V zusammengefassten Ergebnissen wurde das Mole* kulargewicht nach folgender Gleichung berechnet:that several attempts have been made. In the results summarized in Table V, the mole * Weight calculated according to the following equation:
log MG - 0,301 log ι+ 3,2782 wobei η die Schmelzviskosität bei 233°C ist. log MW - 0.301 log ι + 3.2782 where η is the melt viscosity at 233 ° C.
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US-PS 35 55 ErfindungU.S. Patent 3,555 invention
OO 00 CJOO 00 CJ
Stickstoffspülung VakuumspülungNitrogen purging vacuum purging
DiäthanoiaminWeight%
Diethanoiamine
DiäthanolaminMole%
Diethanolamine
SpPolymer yield
Sp
215-225°C99.4%
215-225 ° C
208-2200C98.8 %
208-220 0 C.
Caprolactamremaining
Caprolactam
GewichtsverlustIsothermal *
Weight loss
* - Gesamtwert für Caprolactam und Oligomere \ β Viskosität bei 2330C Poise
MG - Molekulargewicht 0,9 %
1,0 %* - total value for caprolactam and oligomers \ β viscosity at 233 0 C Poise MG - molecular weight 0.9 %
1.0%
96,5 %
227-24O0C96.5%
227-24O 0 C
0-1,0 %0-1.0%
0-1,0 %
4480 ps
204000-1.0 %
4480 ps
20400
0,9 % 1,0 %0.9% 1.0%
96,1 % 22O-235°C96.1 % 220-235 ° C
0 %0%
0 % 0 %
1780 ps 155001780 hp 15500
κ>κ>
CJ O K)CJ O K)
Vergleichsversuch 3Comparative experiment 3
25 g eines handelsüblichen Poly-i-caprolactams wurden mit 25 g Diäthanolamin gemischt und 17 Stunden auf 2000C erwärmt. Der Anfangsgehalt des Polymeren an £ -Caprolactam betrug 0,6 % und änderte sich nicht durch diese Behandlung. Der Gehalt an durch Methanol extrahierbaren Bestandteilen betrug anfangs 0,65 % und lag nach dem Erwärmen bei 7,5 %. Der Anfangsgehalt an Oligomeren lag bei 0,6 % und nach der Wärmebehandlung bei 7,4 %. 25 g of a commercial poly-i-caprolactam were mixed with 25 g of diethanolamine and heated 17 hours at 200 0 C. The initial ε-caprolactam content of the polymer was 0.6% and was not changed by this treatment. The methanol extractable content was initially 0.65 % and was 7.5 % after heating. The initial content of oligomers was 0.6% and, after the heat treatment, 7.4 %.
Eine zweite Probe eines Poly-i-caprolactams, das anfangs 8,8 % £-Caprolactam, 6,8 % Oligomere und 84,5 % nicht extrahierbare Bestandteile enthielt, wurde mit Monoäthanolamin behandelt und 15 Stunden auf 25O0C erwärmt. Dadurch wurde der Gehalt an £-Caprolactam auf 1,8 % und an Oligomeren auf 5,2 % reduziert, wogegen der Gehalt an nicht extrahierbaren Bestandteilen auf 90 % stieg. Eine zweite Portion dieses Materials wurde mit Diäthanoi behandelt und 15 Stunden erwärmt. Von dieser Reaktionsmischung wurden Proben genommen und die Mischung wurde weitere 15 Stunden erwärmt. Der Gehalt an £-Caprolactam betrug 2,3 bzw. 4,7 %, an Oligomeren 7,7 bzw. 7,8 % und an nicht extrahierbaren Bestandteilen 93 bzw. 87,5 %. Bei jeder dieser Behandlungen wurde 1 Mol% Äthanolamin bzw. Diäthanolamin verwendet.A second sample of a poly-i-caprolactam, which initially 8.8% £ -caprolactam, 6.8% and 84.5% oligomers not containing extractables, was treated with monoethanolamine and heated for 15 hours 25O 0 C. As a result, the content of ε-caprolactam was reduced to 1.8% and of oligomers to 5.2%, while the content of non-extractable components rose to 90%. A second serving of this material was treated with diet hanoi and heated for 15 hours. This reaction mixture was sampled and heated for an additional 15 hours. The ε-caprolactam content was 2.3 and 4.7%, the oligomers 7.7 and 7.8% and the non-extractable components 93 and 87.5%. In each of these treatments, 1 mol% ethanolamine or diethanolamine was used.
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Unter Verwendung der Vorrichtung von Beispiel 1 wurde eine Vielzahl von Polymerisationen durchgeführt. Bei einer Versuchsreihe (a) wurden die Ausgangsstoffe 12 Stunden auf 25O0C unter Druck erwärmt und daran schloss sich eine Erwärmung für 10 Stunden auf 275°C unter Stickstoffspülung. Bei einer zweiten Versuchsreihe (b) wurden die Ausgangsstoffe 6 Stunden auf 25O0C erwärmt und dann unter Stickstoffspülung weitere 6 Stunden auf 25O0C erwärmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle VI angegeben.Using the apparatus of Example 1, a variety of polymerizations were carried out. In one series of experiments (a), the starting materials were heated for 12 hours 25O 0 C under pressure and it joined heating for 10 hours at 275 ° C under nitrogen purge. In a second series of experiments, (b), the starting materials were heated for 6 hours at 25O 0 C and then heated under a nitrogen purge for 6 hours at 25O 0 C. The results are given in Table VI below.
lactamCapro
lactam
extrahierbarMethanol
extractable
Diäthanolamin(a) 0.9 70
Diethanolamine
Diäthanolamin(b) 0.9 %
Diethanolamine
Wie aus diesen Werten hervorgeht, besitzen die unter Verwendung von 0,9 Mol% Diäthanolamin hergestellten Polymeren nicht nur einen niedrigen Gehalt an restlichem £-Caprolactam, sondern auch einen Gehalt an durch Methanol extrahierbaren Anteilen von weniger als 2 Gew%. 7 0 9883/0799As can be seen from these values, those made using 0.9 mole percent diethanolamine have Polymers not only have a low content of residual ε-caprolactam, but also a content of Fractions extractable by methanol of less than 2% by weight. 7 0 9883/0799
In einer 2-Liter - Parr - Bombe wurden 271,2 g (2,40 Mol) £-Caprolactam mit 3,9 g (0,22 Mol) Wasser und unterschiedlichen Mengen an Diäthanolamin polymerisiert. Die Ausgangsstoffe wurden gewogen und in die Bombe eingebracht. Die Bombe wurde dann für 10 Minuten mit Stickstoff unter Rühren gespült. Der Reaktor wurde dann unter Aufrechterhaltung der Stickstoff atmosphäre verschlossen, auf 2500C erwärmt und bei dieser Temperatur unter Rühren 6 Stunden gehalten. Der Reaktor wurde dann entspannt und mit Stickstoff für einen Zeitraum von 6 Stunden bei 25O0C gespült. Am Ende dieses Zeitraums wurde die Bombe und ihr Inhalt gekühlt und das Polymere wurde untersucht auf restliches ^-Caprolactam, durch Wasser extrahierbare Bestandteile und durch Wasser nicht extrahierbare Bestandteile. Die durch Wasser extrahierbaren Bestandteile wurden im allgemeinen in der gleichen Weise ermittelt, wie die durch Methanol extrahierbaren Bestandteile. Ein durch ein ASTM Sieb Nr. 20 (Sieböffnung 0,84 mm) passiertes Polymeres wurde 90 Minuten in siedendem Wasser bei atmosphärischem Druck extrahiert. Die bei der Wasserextraktion erhaltenen Werte stimmen mit denjenigen für die Extraktion mit Methanol überein. Die Ergebnisse sind in Tabelle VII zusammengestellt.In a 2 liter Parr bomb, 271.2 g (2.40 mol) of ε-caprolactam were polymerized with 3.9 g (0.22 mol) of water and various amounts of diethanolamine. The starting materials were weighed and placed in the bomb. The bomb was then purged with nitrogen for 10 minutes with stirring. The reactor was then closed while maintaining the nitrogen atmosphere, heated to 250 ° C. and kept at this temperature for 6 hours with stirring. The reactor was then depressurized and purged with nitrogen for a period of 6 hours at 25O 0 C. At the end of this period, the bomb and its contents were cooled and the polymer tested for residual ^ -caprolactam, water extractables, and water non-extractables. The water extractables were determined generally in the same manner as the methanol extractables. A polymer passed through an ASTM No. 20 sieve (0.84 mm sieve opening) was extracted in boiling water at atmospheric pressure for 90 minutes. The values obtained with the water extraction agree with those obtained with the extraction with methanol. The results are shown in Table VII.
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amin/Capro-
lactam, Diethanoi-
amine / capro
lactam
lactam % Capro
lactam
(H2O) % extractable
(H 2 O)
extrahierb. % not-
extractable
nolaminGew7o diet
nolamine
IOo
I.
geführt haben, wenn die Druckstufe länger als 6 Stunden gewesen* Would result in lower levels of caprolactam and extractables
have resulted when the pressure stage has been longer than 6 hours
wäre.Components
were.
Wenn ein Druckcyclus von 6 Stunden und ein Spülcyclus von ebenfalls 6 Stunden bei 25O°C verwendet wird, liegt das Molverhältnis von Diäthanolamin zu c-Caprolactam bevorzugt zwischen 1:75 und 1:150, insbesondere zwischen 1:75 und 1:135.If a pressure cycle of 6 hours and a flush cycle of 6 hours at 250 ° C are used, is the molar ratio of diethanolamine to c-caprolactam preferably between 1:75 and 1: 150, in particular between 1:75 and 1: 135.
Eine 45-ml - Parr - Bombe wurde mit 11,3 g 61-Caprolactam, 0,1 g Diäthanolamin, 7,2 g Adipinsäure und 6,2 g einer 90 Gew%igen Lösung von Hexamethylendiamin in Wasser beschickt. Die Bombe wurde mit Stickstoff gespült, um den restlichen Sauerstoff zu entfernen und wurde dann bei 2500C für einen Zeitraum von 12 Stunden gehalten. Dann wurde die Bombe entspannt und ihr Inhalt wurde in ein anderes Gefäss übergeführt, das mit Einrichtungen für eine kontinuierliche Stickstoffspülung ausgerüstet war. Die Reaktionsmischung wurde 12 Stunden unter kontinuierlicher Spülung mit Stickstoff auf 2500C erwärmt. Das erhaltene Produkt wog 17,74 g. Die Analyse auf Caprolactam ergab einen Gehalt von 1,1 % und das Polymere enthielt 1,5 % an Materialien, die durch Wasser bei 1000C im Verlauf von 1,5 Stunden extrahiert wurden. Vorher wurde das Granulat durch ein ASTM - Sieb Nr. 20 (Maschenöffnung 0,84 mm) gegeben. Die relative Viskosität von 3,91 des Polymeren zeigte ein Molekulargewicht von 38000 an.A 45 ml Parr bomb was charged with 11.3 g of 61-caprolactam, 0.1 g of diethanolamine, 7.2 g of adipic acid and 6.2 g of a 90% strength by weight solution of hexamethylenediamine in water. The bomb was flushed with nitrogen in order to remove the remaining oxygen and was then kept at 250 ° C. for a period of 12 hours. The bomb was then released and its contents transferred to another vessel which was equipped with facilities for continuous nitrogen purging. The reaction mixture was heated to 250 ° C. for 12 hours with continuous flushing with nitrogen. The product obtained weighed 17.74 g. The analysis for caprolactam showed a content of 1.1% and the polymer contained 1.5 % of materials which were extracted by water at 100 ° C. in the course of 1.5 hours. The granulate was previously passed through an ASTM No. 20 sieve (mesh opening 0.84 mm). The polymer's 3.91 relative viscosity indicated a molecular weight of 38,000.
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Eine 2 - Liter - Parr - Bombe, die mit einem Rührer und einer Leitung für die Stickstoffspülung ausgerüstet war, wurde mit 339 g £-Caprolactam, 4,9 g Wasser und 6,9 g des Adduktes aus einem Mol Isopropanolamin mit einem Mol <£-Caprolactam beschickt. Dieses Produkt enthielt 80 bis 90 % von N-2-hydroxypropyl-6-aminohexanamid der Formel:A 2 liter Parr bomb equipped with a stirrer and a line for nitrogen purging was mixed with 339 g of ε-caprolactam, 4.9 g of water and 6.9 g of the adduct of one mole of isopropanolamine with one mole £ -Caprolactam loaded. This product contained 80 to 90 % of N-2-hydroxypropyl-6-aminohexanamide of the formula:
CH3 0CH 3 0
Der Reaktor wurde geschlossen und 12 Stunden auf 25O°C erwärmt. Dann wurde er entlüftet und ein Stickstoffstrom wurde durch den Reaktor für einen Zeitraum von 10 Stunden geleitet, wobei die Temperatur auf 2500C gehalten wurde. Nach dem Abkühlen ergab die Analyse des erhaltenen Polymeren einen Gehalt von 0,25 % freiem £-Caprolactam, 1,0 % durch Methanol extrahierbare Anteile und eine relative Viskosität von 3,51 entsprechend einem Molekulargewicht von 35400.The reactor was closed and heated to 250 ° C. for 12 hours. It was then vented and a nitrogen flow was passed through the reactor for a period of 10 hours, while the temperature was maintained at 250 0 C. After cooling, the analysis of the polymer obtained showed a content of 0.25% free ε-caprolactam, 1.0% proportions which can be extracted by methanol and a relative viscosity of 3.51, corresponding to a molecular weight of 35,400.
Die Arbeitsweise von Beispiel 14 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass 12,4 g N-2-hydroxypropyl-6-aminohexanamid verwendet wurden. Das erhaltene Polymere enthielt 0,40 Gew% freies £-Caprolactam, 1,5 X durch Methanol extrahierbare Anteile und hatte eineThe procedure of Example 14 was repeated except that 12.4 grams of N-2-hydroxypropyl-6-aminohexanamide was used. The resulting polymer contained 0.40 wt% free £ -caprolactam, 1.5 X extractable by methanol fractions and had a
273Ü248273Ü248
relative Viskosität von 2,48, entsprechend einem Molekulargewicht von 24700.relative viscosity of 2.48, corresponding to a molecular weight of 24,700.
Eine 45 - ml - Parr - Bombe wurde mit 24,86 g £-Caprolactam, 0,36 g Wasser und 0,0007 Mol von jedem der folgenden Amine beschickt: Diäthanolamin, Bis(4-aminophenyl)· methan, Diisopropanolamin, 6-Amino-4-thiahexansäure, 2-Aminoäthyl-2'-hydroxyäthy1sulfid, Hydroxyäthyloctylsulfid, Diphenylamin und N-2-hydroxypropyl-6-aminohexanamid. Die Bombe wurde mit Stickstoff gespült, um den restlichen Sauerstoff zu entfernen und wurde bei einer Temperatur von 2500C für einen Zeitraum von 12 Stunden gehalten. Dann wurde die Bombe entspannt und ihr Inhalt wurde in ein anderes Gefäss überführt, das mit Einrichtungen zum kontinuierlichen Hindurchleiten von Stickstoff ausgerüstet war. Die Reaktionsmischung wurde 12 Stunden auf 2500C unter einem kontinuierlichen Stickstoffstrom erwärmt. Das erhaltene Produkt hatte einen Gehalt an durch Methanol extrahierbaren Anteilen von 2 %, eine relative Viskosität von 1,92, entsprechend einem Molekulargewicht von 17700, bestimmt unter Verwendung der folgenden Gleichung:A 45 ml Parr bomb was charged with 24.86 g £ -caprolactam, 0.36 g water and 0.0007 moles of each of the following amines: diethanolamine, bis (4-aminophenyl) methane, diisopropanolamine, 6- Amino-4-thiahexanoic acid, 2-aminoethyl-2'-hydroxyethyl sulfide, hydroxyethyl octyl sulfide, diphenylamine and N-2-hydroxypropyl-6-aminohexanamide. The bomb was flushed with nitrogen in order to remove the remaining oxygen and was kept at a temperature of 250 ° C. for a period of 12 hours. The bomb was then depressurized and its contents transferred to another vessel which was equipped with means for continuously passing nitrogen through it. The reaction mixture was heated to 250 ° C. for 12 hours under a continuous stream of nitrogen. The product obtained had a methanol extractable content of 2%, a relative viscosity of 1.92, corresponding to a molecular weight of 17,700, determined using the following equation:
log MG ·= 0,031 (log 2,990 RV - 4080) + 3,2782log MW x = 0.031 (log 2.990 RV - 4080) + 3.2782
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Bei allen vorstehenden Beispielen nach der Erfindung war die Anzahl der Aminendgruppen in dem Polyamid mindestens doppelt so gross, wie die Anzahl der Carboxylendgruppen. Die Carboxylendgruppen lagen bei einem Niveau von weniger als 30 Milliäquivalenten pro kg des Polymeren.In all of the foregoing examples of the invention, the number of amine end groups in the polyamide was at least twice as large as the number of carboxyl end groups. The carboxyl end groups were at a level of less than 30 milliequivalents per kg of polymer.
In ähnlicher Weise lässt sich Caprolactam zu einem Polymeren mit einem niedrigen Gehalt an freiem Caprolactam mit anderen Aminen polymerisieren. Beispiele dafür sind Benzylphenylanilin, ortho-, meta- oder para-Benzyltoluidin, Dicyclohexylamin, !,l'-Diphenyläthylamin, 2,2'-Diphenyläthylamin, Di-n-octylamin, Di-2-octylamin, 3-Hydroxydiphenylamin, 4-Hydroxydiphenylamin, Di-2-tolylamin, Di-3-tolylamin, Di-4-tolylamin, Äthyl-2-tolylamin, Äthyl-2-tolyl-2-hydroxyamin, l-Naphthyl-4-tolylamin,und 2-Naphthyl-2-tolylamin.In a similar way, caprolactam can be converted into a polymer polymerize with other amines with a low content of free caprolactam. Examples are Benzylphenylaniline, ortho-, meta- or para-benzyltoluidine, Dicyclohexylamine,!, L'-diphenylethylamine, 2,2'-diphenylethylamine, Di-n-octylamine, di-2-octylamine, 3-hydroxydiphenylamine, 4-hydroxydiphenylamine, di-2-tolylamine, Di-3-tolylamine, di-4-tolylamine, ethyl-2-tolylamine, Ethyl-2-tolyl-2-hydroxyamine, l-naphthyl-4-tolylamine, and 2-naphthyl-2-tolylamine.
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