DE976174C - Verfahren zur kontinuierlichen Polykondensation von Diolestern der Terephthalsaeure in organischen Loesungsmitteln - Google Patents

Description

• Verfahren zur kontinuierlichen Polykondensation von Diolestern der Terephthalsäure in organischen Lösungsmitteln Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Polykondensation von Diolestern der Terephthalsäure in organischen Lösungsmitteln unter gleichzeitigem Durchleiten von Dämpfen dieser Lösungsmittel.
• Es ist bereits bekannt, die Polykondensation von Diolestern der Terephthalsäure in organischen Lösungsmitteln durchzuführen. Nach diesem Verfahren löst man den Diolester in organischen Lösungsmitteln oder in Gemischen dieser Lösungsmittel auf und führt die Polykondensation - vorzugsweise drucklos - unter Abspaltung eines Teils der in den Ausgangsverbindungen enthaltenen Diole aus. Als Lösungsmittel für die Polykondensation wurden organische Verbindungen vorgeschlagen, die zwei cvclische Kerne besitzen und entweder direkt oder durch - 0- oder - (CH2) -Gruppen (n= 1 bis 4) verbunden sind und/oder teilweise oder ganz hydriert sein können.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Polykondensation von Diolestern der Terephthalsäure in organischen Lösungsmitteln oder Gemischen aus Lösungsmitteln, die aus Verbindungen mit zwei cyclischen Kernen bestehen, die entweder direkt oder durch -0- oder (CH2)n-Gruppen (n= I bis 4) verbunden sind und bzw. oder teilweise oder ganz hydriert sein können, jedoch keine funktionellen Gruppen enthalten. Das Verfahren der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der gelöste Diolester der Tere- phthalsäure einem stehenden Reaktionsgefäß von oben zugeführt wird, das, von oben nach unten zunehmend, von 200 auf 2650 Cbeheizt wird, während von unten nach oben ein Lösungsmitteldampfstrom derart entgegengeführt wird, daß sich im obersten Bereich des Reaktionsgefäßes die vier- bis achtfache Menge an Lösungsmittel, bezogen auf den untersten Bereich, befindet, wobei das Polykondensat unten abgezogen werden kann.
• Während beim chargenweisen Arbeiten die Menge an Lösungsmittel während der Reaktion gleichbleibt und im Laufe der Polykondensationsreaktion ein Endprodukt erhalten wird, dessen Viskosität und Konzentration gleichbleiben, ist das Prinzip des Arbeitens im fortlaufenden Arbeitsgang dadurch ausgezeichnet, daß sich Schichten verschiedener Viskositäten im Reaktionsgefäß übereinanderlagern. Die höchste Viskosität befindet sich in der untersten und die niedrigste in der obersten Schicht, was einen sehr sorgfältigen und gut regulierbaren Verlauf der Kondensationsreaktion gewährleistet. Diese Überschichtung kommt dadurch zustande, daß mit zunehmender Temperatur die unteren, heißeren Zonen an Lösungsmittel verarmen. Da aber ebenfalls mit zunehmender Temperatur die Polykondensation fortschreitet, steigt nach unten zu die Viskosität der Lösung an. Diese Viskositätsunterschiede reichen im allgemeinen aus, um Turbulenzen im Reaktionsgefäß zu vermeiden.
• Bei größer dimensionierten Reaktionsräumen kann man zusätzlich waagerechte Einbauten anbringen oder Füllkörper verwenden, um die Turbulenzgefahr zu bannen.
• Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen kontinuierlichen Arbeitsweise ist, daß man das im oberen Teil des Reaktionsgefäßes abdestillierende Lösungsmittel, nachdem es von dem Äthylenglykol befreit worden ist, der untersten Schicht wieder zuführen kann, so daß mit praktisch gleichbleibender Lösungsmittelmenge nahezu unbegrenzte Mengen Äthylenglykolterephthalat polykondensiert werden können. Beim chargenmäßigen Arbeiten ist das unmöglich, was erhebliche Lösungsmittelverluste verursacht.
• Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der, daß man im untersten Teil des Reaktionsgefäßes eine hochkonzentrierte Lösung von Polykondensat abführen kann, welche man entweder in bekannter Weise zu Bändern ausgießt oder unmittelbar zu Fäden mit geringem Lösungsmittelgehalt verspinnt. Man kann eine so berge stellte Lösung an Polykondensat auch unmittelbar zu Filmen ausgießen.
• Man kann fernerhin aber auch so arbeiten, daß man mit einem Lösungsmittelgemisch zweier Lösungsmittel arbeitet, deren Siedepunkte verschieden sind. Ein solches Lösungsmittelgemisch wird in die unterste Zone des Reaktionsgefäßes eingeführt.
• Die gewählten Temperaturen sowie Temperaturdifferenzen richten sich dann nach den Siedepunkten der verwendeten Lösungsmittel. Venvendet man als Lösungsmittel z. B. a-Methylnaphthalin (Siedepunkt 247,50 C), so wird man die Temperaturen von oben nach unten ansteigend auf 2300 C, maximal 2600 C, wählen. Die Verwendung höhersiedender Lösungsmittel, wie Diphenylmethan (Siedepunkt 26IO C), erfordert naturgemäß eine wesentliche Steigerung der Temperaturen in den Schüssen. Man kann die Reaktion auch in zwei oder mehreren hintereinandergeschalteten Reaktionsgefäßen durchführen, um die Bauhöhe niedriger zu halten als bei Verwendung eines Gefäßes.
• Beispiel I Man arbeitet in einer senkrecht stehenden, mit Füllkörpern versehenen Röhre von 85 mm lichter Weite, welche aus fünf jeweils I m langen Schüssen besteht. Die einzelnen Schüsse sind von oben nach unten ansteigend auf Temperaturen von 235 bis 2650 C beheizt. Der als Ausgangsprodukt dienende Terephthalsäurediglykolester wird in einer Dosierung von stündlich 1140 g, gelöst in 650 g a-Methylnaphthalin, mit einer Temperatur von I850 C kontinuierlich durch den I(opf der Reaktionssäule in den oberen, auf 2350 C beheizten Schuß zufließen gelassen, während durch den unteren Schuß Nr. 5 ein auf 2600 C erhitzter a-Methylnaphthalindampfstrom in einer Menge von etwa 300 g/Std. einströmt. Das fertig kondensierte Polyäthylenterephthalat wird bei gefüllter Reaktionskammer nach einer Verweilzeit von I6 bis 20 Stunden fortlaufend in eine unterhalb des Schusses Nr. 5 sich befindende Kammer von etwa I 1 Inhalt geleitet, aus der das Produkt mit einer Temperatur von 2600 C mittels einer Pumpe bei einer Förderung von 1100 g/Std. fortlaufend durch eine Düse gepreßt wird. Die in bekannter Weise aufgespulten Fäden enthalten dabei noch etwa IoO/o ihres Gewichtes an a-Methylnaphthalin.
• Beispiel 2 Man arbeitet analog Beispiel I, jedoch sind die einzelnen Schüsse auf Temperaturen von 225 bis 2500 C ansteigend beheizt. Der Terephthalsäureglykolester wird dabei in einer Dosierung von 1150 g, gelöst in einem Gemisch aus 435 g a-Methylnaphthalin und 220 g Tetrahydronaphthalin, mit einer Temperatur von 1850 C in den oberen Schuß eingeleitet, während durch den unteren Schuß ein auf 2500 C erhitzter Tetrahydronaphthalin-Dampfstrom, welcher I5 O/o a-Methylnaphthalin enthält, in einer Dosierung von 300 g/Std. eingeleitet wird.
• Das abgespaltene Glykol entweicht dabei im Gemisch mit Tetrahydronaphthalin und geringen Mengen Methylnaphthalin durch den oberen Schuß.
• Das vom Glykol befreite Lösungsmittelgemisch wird dabei im Kreislauf wieder eingesetzt. Das fertig kondensierte Polväthylenterephthalat wird analog Beispiel I mit einer Temperatur von 2500 C fortlaufend in einer Dosierung von Io50 g abgezogen und durch eine Spinndüse ausgepreßt. Man erhält dabei Fäden, welche etwa 6 0/o a-Methylnaphthalin enthalten. Die erhaltenen Polyester wei- sen nach Entfernung des a-Methylnaphthalins eine Lösungsviskosität von y rel. I,64 (bestimmt als I%ige Lösung in m-Kresol, bei 250 C) auf.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur kontinuierlichen Polykondensation von Diolestern der Terephthalsäure in organischen Lösungsmitteln oder Gemischen aus Lösungsmitteln, welche aus Verbindungen mit zwei cyclischen Kernen bestehen, die entweder direkt oder durch -0- oder (CH2),-Gruppen (n=I bis 4) verbunden sind und bzw. oder teilweise oder ganz hydriert sein können, jedoch keine funktionellen Gruppen enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß der gelöste Diolester der Terephthalsäure einem stehenden Reaktionsgefäß von oben zugeführt wird, welches, von oben nach unten zunehmend, von 220 auf 2650 C beheizt wird, während von unten nach oben ein Lösungsmitteldampfstrom entgegengeführt wird derart, daß sich im obersten Bereich des Reaktionsgefäßes die vier- bis achtfache Menge an Lösungsmittel, bezogen auf den untersten Bereich, befindet, wobei das Polykondensat unten abgezogen werden kann.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 878 348, 8634I7; In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 918778, 947517.