DE2915906A1 - Verfahren zum waschen einer loesung eines polycarbonats in einem organischen loesungsmittel - Google Patents
Verfahren zum waschen einer loesung eines polycarbonats in einem organischen loesungsmittelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Waschen einer organischen Lösung eines Polycarbonats (im folgenden als PoIycarbonatlösung
bezeichnet). Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Waschender Verunreinigungen enthaltenden
Polycarbonatlösung, insbesondere einer beim Phosgenverfahren anfallenden Lösung eines rohen Polycarbonats mit
einer wäßrigen Waschflüssigkeit.
Polyearbonatlösungen, welche in einem Reaktionssystem des
Phosgenverfahrens anfallen, enthalten Verunreinigungen, wie Alkalimetallsalze der nichtumgesetzten Dihydroxyverbindung
und zurückbleibende Amine, welche als Katalysator eingesetzt wurden, sowie Alkalimetallhalogenide, Alkalimetallhydroxide
und Alkalimetallcarbonate. Diese Verunreinigungen sind zusammen mit einer geringen Menge Wasser in Form einer Emulsion
vorhanden. Wenn die Verunreinigungen im Produkt verbleiben, so kommt es nachteiligerweise zu einer Verfärbung des Produktes.
Es ist daher erforderlich, diese Verunreinigungen aus der Polycarbonatlösung zu entfernen.
Zur Entfernung solcher Verunreinigungen aus der erhaltenen
Polycarbonatlösung führt man gewöhnlich der Reihe nach die folgenden Reinigungsschritte durch:
(1) Zunächst wird mit Wasser gewaschen, um verschiedene Verunreinigungen, z. B. das Alkalimetallsalz der nichtumgesetzten
Dihydroxyverbindung und andere wasserlösliche Verunreinigungen, abzutrennen.
(2) Waschen mit einer sauren, wäßrigen Lösung zur Neutralisation der restlichen Base oder zur Abtrennung der
als Katalysator bei der Polymerisationsreaktion verwendeten Amine.
(3) Waschen mit Wasser zur Entfernung eines Überschusses
der Säure für das saure Bad und zur Entfernung von
wasserlöslichen Verunreinigungen.
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Die Verunreinigungen in der Polycarbonatlösung liegen in Form einer Wasserlösung vor, welche in Form einer Wasser-in-Öl-Emulsion
enthalten ist. Da die Emulsion mit den aufgelösten Verunreinigungen unter alkalischen Bedingungen relativ stabil
ist, ist die Stufe (1), nämlich das Waschen mit Wasser, welche unter alkalischen Bedingungen durchgeführt wird, kaum
wirksam durchführbar. Es ist insbesondere schwierig, diese
Waschoperationen unter industriellen Bedingungen durchzuführen zum Zwecke einer Behandlung einer Polycarbonatlösung mit
einer hohen Konzentration des Polycarbonate und einer hohen Viskosität der Lösung.
Es ist bekannt, die Lösung dadurch zu waschen, daß man eine geringe Menge einer wäßrigen Waschflüssigkeit zur Polycarbonatlösung
zusetzt, um die wäßrige Waschflüssigkeit in der Polycarbonatlösung in Form einer Wasser-in-Öl-Dispersionsphase
zu dispergieren. Bei diesem Verfahren werden die in der Polycarbonatlösung in Form einer Emulsion enthaltenen Verunreinigungen
in der wäßrigen Waschflüssigkeit aufgelöst, und man kann daher einen ausgezeichneten Wascheffekt erwarten. Es bedarf
jedoch einer langen Zeit, um die wäßrige Waschflüssigkeit in Form der Wasser-in-Öl-Dispersionsphase von der Polycarbonatlösung
zu trennen. Dieses Verfahren ist daher für die industrielle Durchführung nicht geeignet.
Andererseits ist es bekannt, die Polycarbonatlösung mit einer großen Menge einer wäßrigen Waschflüssigkeit zu waschen. In
diesem Falle wird die Polycarbonatlösung in der wäßrigen Waschflüssigkeit in Form einer Öl-in-Wasser-Dispersionsphase dispergiert.
Es ist leicht, die wäßrige Waschflüssigkeit von der Polycarbonatlösung zu trennen. Jedoch findet die Elutionierung
der Verunreinigungen in Form der Emulsion in die wäßrige Waschflüssigkeit nur sehr langsam statt, so daß es
schwierig ist, bei diesem Verfahren befriedigende Waschergebnisse zu erzielen.
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Die Erfinder halsen nach neuen Verfahren zum effektiven Waschen
von Polycarbonatlösungen gesucht. Die Erfinder haben festgestellt, daß die Verunreinigungen wirksam aus der PoIycarbonatlösung
entfernt werden können, wenn man verschiedene, spezielle Stufen kombiniert.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden befriedigende
Waschergebnisse erzielt, auch wenn die Konzentration und die Viskosität der Polycarbonatlösung hoch sind und auch wenn
alkalische Bedingungen vorherrschen, welche Schwierigkeiten beim Waschen verursachen. Darüberhinaus können befriedigende
Ergebnisse auch bei Verwendung einer einfachen Apparatur erzielt werden, z.B. einer Kombination eines Ruhrgefäßes'und
eines Scheidegefäßes, in dem das Gemisch absitzen kann.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Waschen einer Polycarbonatlösung zu schaffen, welches industriell
vorteilhaft durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Waschen einer rohen Lösung eines Polycarbonate in einem organischen
Lösungsmittel, welche Verunreinigungen enthält, gelöst, bei dem man die Polycarbonatlösung mit einer wäßrigen
Waschflüssigkeit unter Bildung einer Wasser-in-Öl-Dispersionsphase
wäscht. Hierzu wird die rohe Polycarbonatlösung mit einer geringen Menge der wäßrigen Waschflüssigkeit gemischt,
wobei die Wasser-in-Öl-Dispersionsphase gebildet wird. Dann
wird eine Phaseninversion von der Wassej*-in-Öl-Dispersionsphase
in die Öl-in-Wasser-Dispersionsphase herbeigeführt, und dann wird die Lösung des Polycarbonats in dem organischen
Lösungsmittel von der wäßrigen Waschflüssigkeit getrennt.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können verschiedenste Roh-Polycarbonatlösungen gewaschen werden, z.B. die rohe
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Polycarbonatlösung, welche beim Polymerisationsreaktionssystem des Phosgenverfahrens anfällt. Das Verfahren ist jedoch
nicht auf diese Polycarbonatlösung beschränkt. Man kann ferner rohe Polycarbonatlösungen waschen, welche bereits
nach anderen Verfahren gewaschen wurden oder welche nach anderen Verfahren hergestellt wurden.
Die Polymerisationsreaktion nach dem Phosgenverfahren ist das übliche Verfahren. Dabei wird Phosgen mit einer wäßrigen
Lösung eines Alkalimetallsalzes einer Dihydroxyverbindung in einem organischen Lösungsmittel umgesetzt. Geeignete organische
Lösungsmittel sind chlorierte Kohlenwasserstoffe,
wie Methylenchlorid, Dichlorbenzol, Chloroform, Tetraohloräthan, Trichloräthan, Dichloräthan, 1,2-Dichloräthylen,oder
ein Gemisch des chlorierten Kohlenwasserstoffs und eines
anderen Lösungsmittels, wie Dioxan, Tetrahydrofuran, Acetophenon,
Toluol, Xylol, Cyclohexan, Aceton und n-Heptan. Es ist bevorzugt, den chlorierten Kohlenwasserstoff oder das
Gemisch mit einem Gehalt von mehr als 60 Gew.% des chlorierten
Kohlenwasserstoffs, insbesondere Methylenchlorid, zu
verwenden.
Geeignete Dihydroxyverbindungen sind 4,4' -Dihydroxyphenylalkane,
wie 4,4'-Dihydroxydiphenyl-2,2-propan (Bisphenol A), 4,4' -Dihydroxydiphenylmethan, 4,4' -Dihydroxydiphenyl-1,1-äthan,
4,4· -Dihydroxydiphenyl-1,1 -butan; 4,4· -Dihydroxydiphenylcycloalkane,
wie 4,4' -Dihydroxydiphenylcyclohexan;
4,4' -Dihydroxydiphenylsulfid; 4,4f -Dihydroxydiphenylsulfon;
4,4' -Dihydroxydiphenylsulfoxid; und Halogendihydroxyverbindungen,
bei denen Verbindungen des genannten Typs an ihren Phenylgruppen Halogenatome, wie Cl oder Br, aufweisen.
Geeignete Basen zur Bildung der Alkalimetallsalze dieser Dihydroxyverbindungen
sind starke basische Hydroxide, wie Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid.
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Die Konzentration des Polycarbonats in der Polycarbonatlösung liegt vorzugsweise im Bereich von 8 bis 20 Gew.% und speziell
im Bereich von 10 bis 15 Gew.%. Wenn die Konzentration des Polycarbonats zu gering ist, so ist die Menge der Polycarbonatlösung
zu groß. Somit muß auch die Menge der wäßrigen Waschflüssigkeit je nach der Menge der Polycarbonatlösung
erhöht werden. Dies ist von Nachteil, da in diesem Falle großdimensionierte Apparaturen erforderlich sind und eine
große Menge des Lösungsmittels zum Zwecke der Abtrennung des Polycarbonats abdestilliert werden muß.
Wenn andererseits die Konzentration des Polycarbonats zu hoch ist, so tritt leicht eine Gelbildung der Polycarbbnatlösung
ein, und hierdurch wird die Durchführung einer stabilen Waschoperation erschwert.
Geeignete, wäßrige Waschflüssigkeiten sind Wasser und verdünnte, wäßrige Lösungen einer Säure, z.B. eine verdünnte,
wäßrige Lösung von Salzsäureund verdünnte, wäßrige Lösung von Phosphorsäure. Im allgemeinen wird in der Waschoperation
zur Entfernung eines Alkalimetallsalzes der nichtumgesetzten Dihydroxyverbindung Wasser verwendet. Andererseits wird eine
verdünnte, wäßrige Lösung einer Säure zum Zwecke der Neutralisation als Waschflüssigkeit verwendet. Gereinigtes Wasser
dient zur Entfernung der Restsäure.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst eine Wasserin-Öl-Dispersionsphase
durch Mischen der Polycarbonatlösung mit einer geringen Menge der wäßrigen Waschflüssigkeit für
die Bildung einer Wasser-in-Öl-Disperionsphase gebildet. Die
Menge der wäßrigen Waschflüssigkeit hängt ab von der Konzentration des Polycarbonats in der Polycarbonatlösung und vom
Molekulargewicht des Polycarbonats. Sie liegt vorzugsweise im Bereich von dem 0,01- bis 0,45fachen und vorzugsweise dem
0,05- bis 0,3fachen des Gewichts der Polycarbonatlösung. Wenn
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die Menge der wäßrigen Waschflüssigkeit zu gering ist, so ist der Wascheffekt unzureichend zur Erzielung des angestrebten
Effekts, obgleich eine Wasser-in-Öl-Dispersionphase gebildet wird. Wenn andererseits die Menge der wäßrigen Waschflüssigkeit
zu groß ist, so wird eine Öl-in-Wasser-Dispersionsphase
gebildet, und der Wascheffekt wird erheblich herabgesetzt und der angestrebte Erfolg tritt nicht ein.
Das Verfahren der Vermischung der Polycarbonatlösung mit der wäßrigen Waschflüssigkeit ist nicht kritisch, solange
es nur die sorgfältige Vermischung der beiden Lösungen erlaubt. Zur Durchführung der Mischung kann man ein Rührgefäß
verwenden oder einen Turm mit einer Vielzahl von Platten oder andere Gefäße oder Türme mit einem Rührer.
In der zweiten Stufe wird das gebildete Gemisch in der Form der Wasser-in-Öl-Disperionsphase, welches bei der Mischstufe
anfällt, zusätzlich mit wäßriger Waschflüssigkeit zur Bildung einer Öl-in-Wasser-Dispersionsphase vermischt, wobei
Phaseninversion unter Bildung einer Öl-in-Wasser-Disperionsphase herbeigeführt wird. Die Menge der wäßrigen Waschflüssigkeit
für die Phaseninversion hängt ab von der Menge der wäßrigen Waschflüssigkeit für die Bildung der Wasser-in-Öl-Dispersionsphase
in der ersten Stufe und beträgt gewähnlich mehr als das Of3fache und vorzugsweise das 0,3- bis 1,Ofache des
Gewichts der gesamten Menge an wäßriger Waschflüssigkeit und der Polycarbonatlösung. Die Phaseninversion kann nach jedem
beliebigen Mischverfahren herbeigeführt werden, solange nur beide Lösungen sorgfältig durchmischt werden. Die Phaseninversion
kann in der gleichen Vorrichtung durchgeführt werden, in der man auch die Wasser-in-Öl-Dispersionsphase gebildet
hat, oder aber in einer anderen Mischvorrichtung.
Die bei der Phaseninversion anfallende Mischung wird zur Abtrennung
der Polycarbonatlösung von der wäßrigen Wasch-
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flüssigkeit weiterbehandelt. Die Phasentrennbarkeit der Mischung wird durch die Phaseninversion verbessert. Die beiden
Phasen können leicht auf übliche Weise getrennt werden, z.B. durch ein Absitz-Scheidegefäß, einen Scheider vom Turmtyp
oder einen Zentrifugenscheider.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Apparatur umfaßt Rührgefäße 1 und 5, eine Einlaßrohrleitung 2 für die Einspeisung der Polycarbonatlösung, Einlaßrohrleitungen
3 und 6 für die Einspeisung, der wäßrigen. Waschflüssigkeit,
Auslaßrohrleitungen 4 und 7 vom Überlauftyp, ein Absitzgefäß 8, eine Auslaßrohrleitung 9 für die Entnahme
der Polycarbonatlösung und eine Auslaßrohrleitung 10 für die Entnahme der wäßrigen Waschflüssigkeit. Die Polycarbonatlösung
wird durch die Einlaßrohrleitung 2 in das Rührgefäß 1 eingeführt. Andererseits wird die wäßrige Waschflüssigkeit
durch die Einlaßrohrleitung 3 eingeleitet und bildet eine Wasser-in-Öl-Dispersionsphase. Die aus der Auslaßrohrleitung
4 vom Überlauftyp austretende Dispersion des Rührgefäßes 1 gelangt in das Rührgefäß 5. Die wäßrige Waschflüssigkeit wird
durch das Einlaßrohr 6 in dieses Gefäß eingeleitet und führt hier zu einer Phaseninversion unter Bildung der Öl-in-Wasserdisperionsphase.
Die bei der Phaseninversion erhaltene Dispersion gelangt durch die Auslaßrohrleitung 7 vom Überlauftyp
in den Scheider 8, in dem sich die Polycarbonatlösung von der wäßrigen Waschflüssigkeit trennt. Die Polycarbonatlösung
tritt durch die Auslaßrohrleitung 9 aus und die wäßrige Waschflüssigkeit wird durch die Auslaßrohrleitung 10
entnommen.
Zur aufeinanderfolgenden Durchführung des Waschens der Polycarbonatlösung
in einer Vielzahl von Stufen wird eine Apparatur des gleichen Typs angeschlossen, und die Polycarbonat-
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- ίο -
lösung, welche sich im Scheider der ersten Stufe abtrennt, wird in gleicher Weise nochmals behandelt.
Vorstehend wurde eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet
sich sowohl zum Waschen der Polycarbonatlösung unter alkalischen Bedingungen als auch zum Waschen der PoJjcarbonatlösung
unter sauren Bedingungen oder in Wasser. Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit verschiedensten Apparaturen durchgeführt
werden. Man kann kontinuierlich arbeiten oder im Chargenbetrieb.
Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Verunreinigungen in Form einer Emulsion in der Polycarbonatlösung
in die wäßrige Waschlösung elutioniert, wenn man die Wasser-in-Öl-Dispersionsphase bildet. Sodann wird durch Herbeiführung
einer Phaseninversion die Phasentrennbarkeit verbessert. Man erhält dabei die Öl-in-Wasser-Dispersionsphase.
Nunmehr sind die Verunreinigungen in der kontinuierlichen Phase der wäßrigen Waschflüssigkeit enthalten. Auf diese V/eise
kann die Polycarbonatlösung wirksam gewaschen werden.
Die Polycarbonatlösung kann ohne Schwierigkeiten gewaschen werden, auch wenn die Konzentration des Polycarbonats in
der Polycarbonatlösung hoch ist und z.B. mehr als 10 Ge\r.%
beträgt und auch wenn man unter alkalischen Bedingungen wäscht. Daher bietet das erfindungsgemäße Verfahren große
industrielle Vorteile.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Prozentangaben beziehen sich
auf das Gewicht.
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Ein gereinigtes Polycarbonatpulver mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 22 000 wird in Methylenchlorid
aufgelöst, wobei eine I4%ige Polycarbonatlösung entsteht. Eine
rohe Polycarbonatlösung wird bereitet durch Vermischen von 100 Gew.Teilen der I4%igen Polycarbonatlösung mit 0,5 Gew.-Teilen
Wasser, welches 2,3% Natriumhydroxid und 3,056 Bisphenol
A enthält. 500 g der erhaltenen, rohen Polycarbonatlösung werden in 1 1 eines trennbaren Kolbens gegeben, welcher
mit einem Prallelement ausgerüstet ist. Sodann werden 58 g destilliertes Wasser hinzugegeben, und die Mischung wird
mit Turbinenblättern 5 min bei 600 U/min gerührt. Das Gewichtsverhältnis
von Wasser zu Polycarbonatlösung (im folgenden als Wasser-Phasen-Verhältnis bezeichnet) beträgt 0,15·
Mai erhält eine Wasser-in-Öl-Dispersionsphase. Sodann gibt
man 167 g Wasser hinzu, und die Mischung wird 5 min nach dem gleichen Verfahren gerührt. Das Wasser-Phasen-Verhältnis
beträgt nun 0,45. Man erhält dabei eine Öl-in-Wasser-Dispersionsphase.
Nach dem Rühren wird die Mischung in einen 11 Scheidetrichter überführt und stehengelassen. Die Zeitdauer
bis zur Grenzflächentrennung und der Gehalt an Bisphenol A in der abgetrennten Polycarbonatlösung werden gemessen. Die
Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt, und zwar zusammen mit den Ergebnissen der folgenden Vergleichsbeispiele.
Bei den Vergleichsversuchen wird die Wasser-in-Öl-Dispersionsphase
mit einem Wasser-Phasen-Verhältnis von 0,15 gerührt und bis zur Phasentrennung stehengelassen. Andererseits wird
eine Öl-in-Wasser-Dispersionsphase mit einem Wasser-Phasen-Verhältnis
von 0,45 dadurch gebildet, daß man eine große Menge Wasser zu der Polycarbonatlösung gibt, das Gemisch
rührt und dann zur Herbeiführung der Phasentrennung stehenläßt.
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Wasser-Phasen- Grenzflächen- Gehalt an Bisphe-Verhältnis trennzeit (min) nol A (TpM)
| Beisp. | 1 | O | ,15 + O | ,3 | 11 | 13 |
| Vgl.B. | 1 | 0,15 | 63 | 22 | ||
| Vgl.B. | 2 | 0,45 | 11 | 70 |
Der Gehalt an Bisphenol A wurde colorimetrisch nach Anfärbung mit Titantetrachlorid gemessen.
Eine rohe Polycarbonatlösung mit einer Konzentration von 12%
wird nach dem Verfahren des Beispiels 1 bereitet. Gemäß Beispiel 1 wird Phaseninversion herbeigeführt, wobei die Waserin-Öl-Dispersionsphase
in eine Öl-in-Wasser-Dispersionsphase umgewandelt wird. Das Wasser-Phasen-Verhältnis hat dabei den
in Tabelle II angegebenen Wert. Die Dispersion wird stehengelassen. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt.
Auch die Ergebnisse von Vergleichsversuchen sind in Tabelle
II angegeben. Dabei wird einmal die Wasser-in-Öl-DispeBjLonsphase
mit einem Wasser-Phasen-Verhältnis von 0,25 gerührt und dann zur Durchführung der Phasentrennung stehengelassen.
Zum anderen wird die Öl-in-Wasser-Dispersionsphase mit einem Wasser-Phasen-Verhältnis von 0,45 gebildet durch Zusatz einer
großen Menge Wasser und Rühren und anschließendes Stehenlassen zur Phasentrennung.
Wasser-Phasen- Grenzflächen- Gehalt an Bisphe-
| Beisp. | 2 | 0,15 + 0,3 | 8 | 9 |
| Vgl.B. | 3 | 0,25 | 36 | 14 |
| Vgl.B. | 4 | 0,45 | 8 | 63 |
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Man arbeitet nach dem Verfahren des Beispiels 1, wobei man
jedoch die Konzentration des Polycarbonats in der Polycarbonatlösung mit 8,5% wählt und wobei man das Wasser-Phasen-Verhältnis
gemäß Tabelle III wählt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle III zusammengestellt.
Wasser-Phasen- Grenzflächen- Gehalt an Bisphenol Verhältnis trennzeit (min) A (TpM)
| Beisp. | 3 | O | ,25 | 0 | + O | ,2 | 6 | 8 |
| Vgl.B. | 5 | 0 | ,25 | 15 | 11 | |||
| Vgl.B. | 6 | ,45 | 6 | 48 |
Ein gereinigtes Polycarbonatpulver mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 23 000 wird in Methylenchlorid aufgelöst,
wobei man drei Arten von Polycarbonatlösungen mit einer Konzentration von 14%, 12% bzw. 8,5% erhält. Die jeweilige
rohe Polycarbonatlösung (Stickstoffgehalt 10 TpM) wird bereitet durch Vermischen von 100 Gew.Teilen der jeweiligen
Polycarbonatlösung mit 0,5 Gew.Teilen einer wäßrigen Natriumhydroxidlösung, enthaltend 1,4% Triäthylamin (pH 12).
Man arbeitet nach dem Verfahren des Beispiels 1, wobei man
jedoch 0,15N HCl zu der jeweiligen rohen Polycarbonatlösung
gibt, und zwar mit einem jeweiligen Wasser-Phasen-Verhältnis gemäß Tabelle IV. Die Mischung wird gerührt und dann läßt man
die Dispersion absitzen. Die Grenzflächentrennzeit und der Stickstoffgehalt (Triäthylamin) in der abgetrennten Polycarbonatlösung
werden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengestellt. Zum Vergleich werden die Trennungen
ohne vorherige Inversion durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengestellt.
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Konzentration Wasser-Phasen- Inversion Grenz- Gehalt des Polycarbo- Verhältnis fläch. (TpM)
nats (%) · trenn-
zeit (min)
| Beisp.4 | 14 | 5 | 0 | ,15 | + 0 | ,3 | Inversion | 2 | 0,11 |
| Vgl.B.7 | 14 | 5 | 0 | ,15 | keine | 20 | 3,33 | ||
| Vgl.B.8 | 14 | 5 | 0 | r^5 | keine | 2 | 0,35 . | ||
| Beisp.5 | 12 | 0 | ,15 | + 0 | ,3 | Inversion | 2 | 0,11 | |
| Vgl.B.9 | 12 | 0 | ,25 | keine | 6 | 1,22 | |||
| VsI.B.10 | 12 | 0 | f^5 | keine | 2 | 0,30 | |||
| Beisp.6 | 8, | O | ,25 | + 0 | ,2 | Inversion | 2 | 0,07 | |
| Vgl.B.11 | 8, | 0 | ,25 | keine | .3. | 0,12 | |||
| Vgl.B.12 | 8, | 0 | ,45 | keine | 2 | 0,30 | |||
In der Tabelle IV wird der N-Gehalt mit dem Gesamtstickstoff-Analysengerät
TN-01 der Mitsubishi Chemical Ind. gemessen.
Ein gereinigtes Polycarbonatpulver mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 22 000 wird in Methylenchlorid
aufgelöst. Man erhält zwei Arten von Polycarbonatlösungen mit einer Konzentration von 14?6 bzw. 1296. Die jeweilige
rohe Polycarbonatlösung (Chlorgehalt 18 TpM) wird erhalten
durch Vermischen von 100 Gew. Teilen der jeweiligen Polycarbonatlösung mit 0,3 Gew.Teilen einer 1%igen wäßrigen Lösung
von Natriumchlorid. Man arbeitet nun nach dem Verfahren des Beispiels 1, wobei man jedoch destilliertes Wasser der
jeweiligen rohen Polycarbonatlösung mit einem Wasser-Phasen-Verhältnis gemäß Tabelle V zusetzt. Die Mischung wird gerührt
und dann zur Herbeiführung der Grenzflächentrennung stehengelassen. Die Grenzflächentrennzeit wird gemessen, und der Chlorgehalt
(Natriumchlorid) in der abgetrennten Polycarbonatlösung wird bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle V zusam-
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mengestellt. Zum Vergleich wird die Trennung der Phasen ohne vorhergehende Inversion durchgeführt. Die Ergebnisse sind
ebenfalls in Tabelle V zusammengestellt.
Polycarbonatkonzen- tration(%)
WasserPhasen-Verhältnis
Inversion Grenzfla- Cl-Gechentrenn-
halt zeit(min) (TpM)
| Beisp. 7 | 14 | 0 | ,15 + 0 | ,3 | Inversion | 2 | 0,5 |
| Vgl.B.13 | 14 | 0,15 | keine | 2 | 5,5 | ||
| Vgl.B.14 | 14 | 0,45 | keine | 2 | 5,5 | ||
| Beisp. 8 | 12 | 0 | ,15 + 0 | ,3 | Inversion | 2 | 0,5 |
| Vgl.B.15 | 12 | 0,25 | keine | 8 | 0,5 | ||
| Vgl.B.16 | 12 | 0,45 | keine | 2 | 6,9 |
Der in Tabelle V angegebene Chlorgehalt wird jeweils mit dem Chlorzähler von Hiranuma Sangyo K.K. bestimmt.
Eine rohe Polycarbonatlösung (Methylenchlorid) mit einer Konzentration
an Polycarbonat von 1396 und einem Gehalt an
180 TpM Bisphenol A und 13 TpM (N-Gehalt) Triäthylamin als
Verunreinigungen wird nach dem Phosgenverfahren erhalten. Diese Lösung wird der Reihe nach mit Wasser, einer wäßrigen
Lösung einer Säure und mit Wasser in der Apparatur gemäß Fig. 1 gewaschen. Bei dem Rührgefäß handelt es sich um ein
15 1 Gefäß, welches mit einem Turbinenrührer ausgerüstet ist sowie mit einem Prallelement. In einer Höhe von 10 1 des Inhalts
befindet sich ein Überlaufauslaß. Ferner ist ein 10 1-Scheider vorgesehen.
(1) Wasserwaschstufe
Die rohe Polycarbonatlösung wird durch das Einleitungsrohr 2 für die Polycarbonatlösung in das Rührgefäß 1 eingeleitet,
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und zwar mit einem Durchsatz von 46 kg/h. Wasser wird durch die Einleitungsrohrleitung 3 für die wäßrige Waschflüssigkeit
in das gleiche Gefäß mit einem Durchsatz von 7 kg/h eingeleitet. Die Mischung wird mit 400 U/min gerührt, wobei
man eine Wasser-in-Öl-Dispersionsphase mit einem Wasser-Phasen-Verhältnis
von 0,15 erhält.
Die Dispersion wird durch das Überlaufauslaßrohr 4 in das Rührgefäß 5 überführt. Wasser wird durch das Einlaßrohr 6
für die wäßrige Waschflüssigkeit mit einem Durchsatz von 9,6 kg/Ii eingeleitet, wobei Phaseninversion eintritt. Man
erhält dabei eine Öl-in-Wasser-Dispersionsphase mit einem Wasser-Phasen-Verhältnis von 0,36. ■ - ■
Die aus dem Überlaufauslaß 7 austretende Dispersion gelangt
in den Scheider 8 und hier findet Phasentrennung statt. Die Polycarbonatlösung wird durch den Auslaß 9 entnommen, und
die Wasserphase wird durdiden Auslaß 10 entnommen.
(2) Waschen mit einer wäßrigen Säurelösung
Es wird eine Apparatur mit Rührgefäßen und einem Scheider verwendet,
welche den gleichen Aufbau und die gleiche Kapazität hat, wie die in der vorhergehenden Stufe verwendete Apparatur
mit den Rührgefäßen 1 und 5 und dem Scheider 8.
In das erste Rührgefäß gibt man die im Scheider 8 der vorhergehenden
Apparatur abgetrennte Polycarbonatlösung mit einem Durchsatz von 46 kg/h. Ferner wird 0,15N HCl mit einem Durchsatz
von 7kg/h eingeleitet. Die Mischung wird unter Bildung einer Wasser-in-öl-Dispersionsphase mit einem Wasser-Phasen-Verhältnis
von 0,15 gerührt. In das zweite Rührgefäß gibt man 0,15N HCl mit einem Durchsatz von 9,6 kg/h, zusammen mit
der Dispersion. Die Mischung wird gerührt, wobei Phaseninversion eintritt. Man erhält eine Öl-in-Wasser-Dispersionsphase
mit einem Wasser-Phasen-Verhältnis von 0,36.
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Die Dispersion wird durch den Überlauf aus laß entnommen und in den Scheider überführt. Hier tritt Phasentrennung ein, -und
die Polycarbonatlösung wird am Bodenauslaßrohr entnommen und die Wasserphase wird am oberen Auslaßrohr entnommen. Die
wäßrige Phase hat einen pH von 2.
(3) Waschen mit Wasser
Es wird wiederum die gleiche Apparatur mit Rührgefäßen und Scheider verwendet, welche den gleichen Aufbau und die gleiche
Kapazität hat wie die zuvor verwendete Apparatur mit den Rührgefäßen 1 und 5 und dem Scheider 8.
In das erste Rührgefäß wird die Polycarbonatlösung überführt,
welche in der Waechstufe des Waschens mit der wäßrigen Säurelösung
erhalten wird, und zwar mit einem Durchsatz von 46 kg/h. Der Wasserdurchsatz beträgt 7 kg/h. Das Gemisch wird gerührt
unter Bildung einer Wasser-in-Öl-Dispersionsphase mit einem
Wasser-Phasen-Verhältnis von 0,15. In das zweite Rührgefäß wird Wasser mit einem Durchsatz von 9,6 kg/h eingeleitet, und
zwar zusammen mit der Dispersion. Die Mischung wird gerührt unter Phaseninversion, wobei man eine Öl-in-Wasser-Dispersionsphase
mit einem Wasser-Phasen-Verhältnis von 0,36 erhält. Die Dispersion wird durch den Überlaufauslaß entfernt und
gelangt in den Scheider. Hier tritt Phasentrennung ein, und die gereinigte Polycarbonatlösung tritt am Boden durch das
Auslaßrohr mit einem Durchsatz von 46 kg/h aus und die wäßrige Phase tritt durch das obere Auslaßrohr aus. Die gereinigte
Polycarbonatlösung hat einen Gehalt an Bisphenol A von 12 TpM und einen Stickstoffgehalt von weniger als 0,1 TpM
und einen Chlorgehalt von 0,2 TpM.
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-AS-
MC-133
TA-2842
TA-2842
MITSUBISHI CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. Tokyo, Japan
Verfahren zum Waschen einer Lösung eines Polycarbonats
in einem organischen Lösungsmittel
Eine rohe Lösung eines Polycarbonats in einem organischen Lösungsmittel mit einem Gehalt an Verunreinigungen
wird mit einer wäßrigen Waschflüssigkeit gewaschen. Dabei wird eine Wasser-in-öl-Dispersionsphase gebildet, indem
die rohe Lösung des Polycarbonats mit einer geringen Menge der wäßrigen Waschflüssigkeit vermischt wird. Dann wird eine
Phaseninversion herbeigeführt, wobei die Wasser-in-öl-Dispersionsphase
in eine Öl-in-Wasser-Dispersionsphase umgewandelt wird. Dann wird die Lösung des Polycarbonats in dem organischen
Lösungsmittel von der wäßrigen Waschflüssigkeit abgetrennt .
909843/0994
Claims (5)
- Patentansprüche/i * Verfahren zum Waschen einer Verunreinigungen enthaltenden Lösung eines Polycarbonats in einem organischen Lösungsmittel mit einer wäßrigen Waschflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet , daß man die Lösung des Polycarbonats in dem organischen Lösungsmittel mit einer geringen Menge der wäßrigen Waschflüssigkeit vermischt unter Bildung einer Wasser-in-Öl-Dispersionsphase und danach eine Phaseninversion unter Umwandlung der Wasser-in-Öl-Dispersionsphase in eine Öl-inWasser-Dispersionsphase durch Zusatz einer wäßrigen Waschflüssigkeit herbeiführt und danach die Phasentrennung durchführt, wobei die Lösung des Polycarbonats in dem organischen Lösungsmittel von der wäßrigen Waschflüssigkeit getrennt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wasser-in-Öl-Dispersionsphase bildet durch Vermischen der Lösung des Polycarbonats in dem organischen Lösungsmittel mit der 0,01- bis 0,45fachen Gewichtsmenge der wäßrigen Waschflüssigkeit, bezogen auf die Lösung des Polycarbonats in dem organischen Lösungsmittel.
- 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine nach dem Phosgenverfahren erhaltene Lösung eines rohen Polycarbonats in einem organischen Lösungsmittel mit einer wäßrigen Waschflüssigkeit vermischt unter Phaseninversion von einer Wasser-in-Öl-Dispersionsphase in eine Öl-in-Wasser-Dispersionsphase und danach die Lösung des Polycarbonats in dem organischen Lösungsmittel abtrennt und danach mit einer geringen Menge der wäßrigen Waschflüssigkeit unter Bildung einer Wasser-in-Öl-Dispersionsphase vermischt und danach Phaseninversion von der Wasser-in-909843/0994,ORlGiNAL INSPECTEDÖl-Dispersionsphase in eine Öl-in-Wasser-Dispersionsphase herbeiführt, indem man eine wäßrige Waschflüssigkeit zusetzt und schließlich eine Phasentrennung durchführt unter Abtrennung der Lösung des Polycarbonate in dem organischen Lösungsmittel von der wäßrigen Waschflüssigkeit.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Waschflüssigkeit Wasser oder eine wäßrige Lösung einer Säure ist.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Lösungsmittel ein chlorierter Kohlenwasserstoff oder ein gemischtes Lösungsmittel eines chlorierten Kohlenwasserstoffs ist.909843/0994
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