JPH0454692B2 - - Google Patents
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- JPH0454692B2 JPH0454692B2 JP59218664A JP21866484A JPH0454692B2 JP H0454692 B2 JPH0454692 B2 JP H0454692B2 JP 59218664 A JP59218664 A JP 59218664A JP 21866484 A JP21866484 A JP 21866484A JP H0454692 B2 JPH0454692 B2 JP H0454692B2
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Description
(a) 技術分野
本発明は優れた物性を有する繊維、フイルム、
その他の成形品の原料として有用な高分子量ポリ
エステルを製造する方法に関する。更に詳しくは
固有粘度1.0以上の高分子量ポリエステルを溶融
重合法によつてて製造する方法に関する。
(b) 従来技術
ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリ
エステルは繊維、フイルム、その他成形品を製造
する原料として使用されることはよく知られてい
る。
これらの成形品の強度等の物性を左右する大き
な要因として分子量があり、これらの物性を改良
するために高分子量化が望まれている。
ところが一般的に行なわれる脱グリコール型の
重縮合反応では、(1)平衝反応であるため、グリコ
ール分圧に対応する分子量までしか分子量を上げ
られないこと、(2)高温の重縮合反応では分解反応
も生起するため、高分子量ポリエステル溶融重合
による通常の方法で得ることは困難と思われてい
た。
これらの問題を解決するため、低温で重合反応
を行なう固相重合法が一般的に行なわれる。しか
しながら、固相重合法は反応に長時間を要した
り、得られたポリマーが溶解しにくい等の問題点
を有するのみならず、得られるポリマーの固有粘
度も高々1.4程度である。
従来、溶融重合法を改良して高分子量ポリエス
テルを得る検討も種々なされており、その代表的
なものは鎖延長剤を使用するものである。ところ
が、この法では高価な鎖延長剤が必要であるばか
りか、鎖延長剤で連結した部分が熱的に不安定で
あつたり、鎖延長剤から副生する化合物がポリマ
ー中に残存したり、副生するエチレングリコール
中に混入してエチレングリコールの回収を困難に
したりする不都合がある。また、この方法を適用
しても固有粘度1.8以上の如き高分子量ポリエス
テルを得ることは困難である。
(c) 発明の目的
本発明の目的は溶融重合法を用いて、従来にな
い高分子量ポリエステルを製造する方法を提供す
ることにある。
(d) 解決手段
本発明者は固有粘度0.8以上の高分子量領域で
のポリエステルの溶融重合反応について検討した
結果、ポリエステルの重合度は分解反応を無視で
きる温度では反応時間と共に平衡状態の重合度に
近づき、この速度式は
d(1/p)/dt=−k(1/p−1/p∞)……(1
)
で表わされること(ここにpは反応時間tにおけ
る重合度、p∞は平衡状態での重合度を示す。)、
1/p∞2は液の深さに比例することを見出した。
このことは液圧によつて到達重合度が変化するこ
とを示しており、この液圧の効果を軽減できれば
到達重合度を高くすることができることに着目し
た。即ち、通常のポリエステルの重合では液圧は
グリコール等の反応副成物の圧力と同じであると
考えれば、平衡反応
より末端基の濃度(つまり1/p∞に比例する
量)の2乗が液の深さと比例することに着目し
た。
この点を更に検討し、液圧と反応副生物(グリ
コール等)の圧力とが等しくないようにすれば、
即ち、他のガスと反応副生物の各分圧の和を液圧
に等しくすれば、(2)式の平衡は右に移動して高分
子量のポリエステルが得られるであろうと考える
に到つた。
この考え方に従えば、反応中継続的にガスを発
生する物質が共存すれば、高分子量ポリエステル
が得られる答であるという結論に到り、古くから
知られている長鎖脂肪族ジカルボン酸とグリコー
ルよりのポリエステルから環状のエステルが得ら
れる反応を利用して、反応副生物の分圧を下げる
ことを試みた結果、従来にない高分子量ポリエス
テルを得ることができることが確認され、本発明
に到達したものである。
(e) 発明の構成
本発明は芳香族ジカルボン酸を主とするジカル
ボン酸及び/又はそのエステル形成性誘導体とエ
チレングリコールを主とするグリコール及び/又
はそのエステル形成性誘導体とを減圧下に溶融重
合させる方法によつて固有粘度1.0以上のポリエ
ステルを製造するに際し、少なくとも固有粘度
0.8以上の段階において重合条件下で気体で且つ
実質的にポリエステルの分子量を実質的に低下さ
せない物質を発生する化合物(A)を存在させること
を特徴とする高分子量ポリエステルの製造法であ
る。
本発明において対象とするポリエステルは、芳
香族ジカルボン酸を主たる成分とし、エチレング
リコールを主たるグリコール成分とするものであ
る。ここに「主たる」とは、50モル%を超えるこ
とをいう。従つて50モル%未満の他の成分が入つ
ていてもよい。
本発明において「芳香族ジカルボン酸」とは、
テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカル
ボン酸、ジフエニルジカルボン酸、ジフエニルエ
ーテルジカルボン酸等、芳香族にカルボン酸が直
結した化合物であり、特にテレフタル酸が好まし
い。
本発明において共重合しうる第3成分として
は、該ポリエステルの主構成成分以外の芳香族ジ
カルボン酸、シユウ酸、マロン酸、コハク酸、ア
ジピン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸等の
脂肪族ジカルボン酸;ヘキサヒドロテレフタル
酸、デカリンジカルボン酸、テトラリンジカルボ
ン酸等の脂環族ジカルボン酸;グリコール酸、p
−オキシ安息香酸;トリメチレングリコール、プ
ロピレングリコール、1,4ブタンジオール、
1,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコー
ル、1,6−ヘキサンジオール等の該ポリエステ
ル主構成成分以外の脂肪族ジオール;シクロヘキ
サンジメチロール、トリシクロデカンジメチロー
ル等の脂環族ジオール;ビスフエノールA、ビス
フエノールS、ビスヒドロキシエトキシビスフエ
ノールA、テトラブロモビスフエノールA等の芳
香族ジオールなどが例示される。
また、エステル形成性誘導体とは、酸の低級ア
ルキルエステル、アリールエステルやジオールの
エステル類等ジカルボン酸又はグリコールと反応
した際エステル基を形成しうるものを言う。
かかる芳香族ジカルボン酸及び/又はそのエス
テル形成性誘導体とエチレングリコール及び/又
はそのエステル形成性誘導体とを必要により前記
の如き共重合成分を添加して溶融重合反応により
固有粘度1.0以上の高分子量ポリエステルとする
に際し、本発明においては少なくとも固有粘度が
0.8以上の段階において下記の如き化合物(A)を共
存させることが特徴である。この化合物(A)とは、
固有粘度がほぼ0.8の重合物を更に高分子量化す
る際の重合条件(温度・圧力)下で気体で且つ実
質的にポリエステルの分子量を実質的に低下させ
ない物質を継続的に発生する化合物である。この
化合物(A)がポリエステルの分子量を低下させる物
質でないことが好ましいが、添加時一時的に分子
量を低下させても、その後本発明の効果を示すも
のは使用できる。
かかる性質をもつ化合物(A)はポリエステル中に
共重合されたものでもよく、また混合されていて
もよい。具体例の1つとして炭素数6〜20の脂肪
族ジカルボン酸とエチレングリコール等の脂肪族
ジオールとから得られるポリエステルがあげられ
る。これらの脂肪族ポリエステルは環状のエステ
ルが生成し、これが重合条件下で気体となり、高
分子量化に寄与するのである。この脂肪族ポリエ
ステルは別に合成したものを添加してもよいし、
共重合成分として目的とするポリエステル中に含
まれてもよい。この場合、グリコール成分は共通
のものを用いることが融点の低下防止の意味から
も好ましい。かかる共重合型の化合物(A)を使用す
る時は重合反応の最初から加えておくことも一つ
の方法である。
この具体的な脂肪族ジカルボン酸としてはアジ
ピン酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン
酸、セバシン酸、α,ω−ノナンジカルボン酸、
α,ω−デカンジカルボン酸、ブラシル酸等があ
げられ特に炭素数8〜12のスベリン酸、アゼライ
ン酸、セバシン酸、α,ω−デカンジカルボン酸
等が好ましい。
その具体例としてはカプロラクトン等炭素数5
〜12のオキシカルボン酸からなるポリマー、ポリ
スチレンポリオキシメチル等の本願ポリエステル
の重合温度で徐々に分解するポリマー等があげら
れる。オキシカルボン酸はポリマーの形態で添加
してもよいし、本願のポリエステルの共重合成分
の一つとしてもよい。
このような重合条件下で気体で且つ実質的にポ
リエステルの分子量を低下させない物質を継続的
に発生する化合物(A)の添加量は1〜50重量%、好
ましくは2〜20重量%である。あまりに多量に添
加しても、効果は大きくならず、かえつて目的と
するポリエステルの物性を低下させるので好まし
くない。また、あまりに少量では効果が少ない。
本発明の重合方法は通常の重縮合方法と同様に
行なうことができる。つまり、ジカルボン酸及
び/又はそのエステル形成性誘導体と脂肪族及
び/又は脂環族ジオール及び/又はそのエステル
形成性誘導体を触媒の存在下又は非存在下に常圧
又は加圧下に反応させるいわゆるエステル化又は
エステル交換反応を行つた後触媒の存在下減圧で
高重合度化する重合反応を行う方法である。
この重合方法において重合反応は、できるだけ
低温で行なうことが好ましく、240〜270℃で実施
するのが好ましい。あまりに高温では、エステル
基の交換反応以外の副反応が起り、分子量が低下
するようになる。また、減圧度は高い方が好まし
いことは言うまでもなく、200Pa以下、好ましく
は100Pa以下とすることが好ましい。反応時間は
触媒、反応装置等によつて異るが、一般的に10分
〜20時間である。
ここに用いられる触媒は一般的にポリエステル
の重合に用いられる触媒が任意に使用されるが、
特にチタン化合物、スズ化合物が好ましく用いら
れる。
本発明において用いるチタン化合物は、例えば
一般式
(a) Technical field The present invention relates to fibers, films, and fibers with excellent physical properties.
The present invention relates to a method for producing high molecular weight polyester useful as a raw material for other molded products. More specifically, the present invention relates to a method for producing a high molecular weight polyester having an intrinsic viscosity of 1.0 or more by a melt polymerization method. (b) Prior Art It is well known that polyester, represented by polyethylene terephthalate, is used as a raw material for manufacturing fibers, films, and other molded products. Molecular weight is a major factor that affects the physical properties such as strength of these molded products, and increasing the molecular weight is desired in order to improve these physical properties. However, in the commonly performed deglycol-type polycondensation reaction, (1) since it is an equilibrium reaction, the molecular weight can only be raised to a molecular weight corresponding to the glycol partial pressure; and (2) in high-temperature polycondensation reactions, Because decomposition reactions also occur, it was thought to be difficult to obtain by the usual method of melt polymerization of high molecular weight polyesters. In order to solve these problems, a solid phase polymerization method in which a polymerization reaction is carried out at a low temperature is generally used. However, the solid phase polymerization method not only has problems such as the reaction taking a long time and the resulting polymer being difficult to dissolve, but also the intrinsic viscosity of the resulting polymer being approximately 1.4 at most. Conventionally, various studies have been made to obtain high molecular weight polyesters by improving the melt polymerization method, and a typical example thereof is the use of a chain extender. However, this method not only requires an expensive chain extender, but also the parts connected by the chain extender are thermally unstable, and compounds produced as by-products from the chain extender remain in the polymer. This has the disadvantage that it mixes into the by-produced ethylene glycol, making it difficult to recover the ethylene glycol. Further, even if this method is applied, it is difficult to obtain a high molecular weight polyester having an intrinsic viscosity of 1.8 or more. (c) Object of the Invention The object of the present invention is to provide a method for producing an unprecedented high molecular weight polyester using a melt polymerization method. (d) Solution The present inventor investigated the melt polymerization reaction of polyester in a high molecular weight region with an intrinsic viscosity of 0.8 or more, and found that the degree of polymerization of polyester reaches an equilibrium state with the reaction time at a temperature where the decomposition reaction can be ignored. As the speed approaches d(1/p)/dt=-k(1/p-1/p∞)...(1
) (where p indicates the degree of polymerization at reaction time t, and p∞ indicates the degree of polymerization in the equilibrium state),
It was found that 1/p∞ 2 is proportional to the depth of the liquid.
This shows that the ultimate degree of polymerization changes depending on the hydraulic pressure, and we focused on the fact that if the effect of this hydraulic pressure can be reduced, the ultimate degree of polymerization can be increased. In other words, if we consider that in normal polyester polymerization, the liquid pressure is the same as the pressure of reaction byproducts such as glycol, the equilibrium reaction We focused on the fact that the square of the concentration of end groups (that is, the amount proportional to 1/p∞) is proportional to the depth of the liquid. If we consider this point further and make sure that the liquid pressure and the pressure of reaction by-products (glycol, etc.) are not equal,
That is, we have come to the conclusion that if the sum of the partial pressures of other gases and reaction by-products is made equal to the liquid pressure, the equilibrium in equation (2) will shift to the right and a high molecular weight polyester will be obtained. According to this way of thinking, we came to the conclusion that a high molecular weight polyester can be obtained if a substance that continuously generates gas during the reaction coexists. As a result of attempting to lower the partial pressure of reaction by-products by utilizing a reaction that produces a cyclic ester from polyester, it was confirmed that it was possible to obtain an unprecedented high molecular weight polyester, and the present invention was achieved. It is something. (e) Structure of the Invention The present invention is a method of melt polymerizing dicarboxylic acids, mainly aromatic dicarboxylic acids, and/or their ester-forming derivatives, and glycols, mainly ethylene glycol, and/or their ester-forming derivatives under reduced pressure. When producing polyester with an intrinsic viscosity of 1.0 or more by the method of
This is a method for producing a high molecular weight polyester, characterized by the presence of a compound (A) that generates a substance that is a gas and does not substantially reduce the molecular weight of the polyester under polymerization conditions at a stage of 0.8 or more. The polyester targeted in the present invention has an aromatic dicarboxylic acid as a main component and ethylene glycol as a main glycol component. Here, "mainly" means more than 50 mol%. Therefore, less than 50 mol% of other components may be contained. In the present invention, "aromatic dicarboxylic acid" refers to
These are compounds in which a carboxylic acid is directly bonded to an aromatic group, such as terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalene dicarboxylic acid, diphenyl dicarboxylic acid, diphenyl ether dicarboxylic acid, and terephthalic acid is particularly preferred. In the present invention, the third component that can be copolymerized includes aromatic dicarboxylic acids other than the main constituent components of the polyester, aliphatic dicarboxylic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, and decanedicarboxylic acid. ; Alicyclic dicarboxylic acids such as hexahydroterephthalic acid, decalindicarboxylic acid, and tetralindicarboxylic acid; glycolic acid, p
-Oxybenzoic acid; trimethylene glycol, propylene glycol, 1,4 butanediol,
Aliphatic diols other than the main constituent components of the polyester such as 1,3-butanediol, neopentyl glycol, and 1,6-hexanediol; alicyclic diols such as cyclohexane dimethylol and tricyclodecane dimethylol; bisphenol A, Aromatic diols such as bisphenol S, bishydroxyethoxybisphenol A, and tetrabromobisphenol A are exemplified. In addition, the ester-forming derivative refers to a derivative that can form an ester group when reacted with a dicarboxylic acid or glycol, such as lower alkyl esters of acids, aryl esters, and esters of diols. The aromatic dicarboxylic acid and/or its ester-forming derivative and ethylene glycol and/or its ester-forming derivative are melt-polymerized by adding the above-mentioned copolymerization components as necessary to produce a high molecular weight polyester having an intrinsic viscosity of 1.0 or more. In this invention, at least the intrinsic viscosity is
It is characterized in that the following compound (A) is present in the stage of 0.8 or higher. This compound (A) is
It is a compound that continuously generates a gaseous substance that does not substantially reduce the molecular weight of polyester under the polymerization conditions (temperature and pressure) when increasing the molecular weight of a polymer with an intrinsic viscosity of approximately 0.8. . Although it is preferable that this compound (A) is not a substance that lowers the molecular weight of the polyester, it is possible to use a compound that shows the effects of the present invention even if the molecular weight is temporarily lowered at the time of addition. The compound (A) having such properties may be copolymerized or mixed into the polyester. One specific example is a polyester obtained from an aliphatic dicarboxylic acid having 6 to 20 carbon atoms and an aliphatic diol such as ethylene glycol. These aliphatic polyesters produce cyclic esters, which become gases under polymerization conditions and contribute to high molecular weight. This aliphatic polyester may be synthesized separately, or
It may be included in the target polyester as a copolymerization component. In this case, it is preferable to use a common glycol component in order to prevent a decrease in melting point. When using such a copolymerizable compound (A), one method is to add it from the beginning of the polymerization reaction. Specific aliphatic dicarboxylic acids include adipic acid, pimelic acid, superric acid, azelaic acid, sebacic acid, α,ω-nonanedicarboxylic acid,
Examples include α,ω-decanedicarboxylic acid and brassylic acid, and particularly preferred are suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, α,ω-decanedicarboxylic acid and the like having 8 to 12 carbon atoms. A specific example is caprolactone, which has 5 carbon atoms.
-12 oxycarboxylic acids, polymers that gradually decompose at the polymerization temperature of the polyester of the present application, such as polystyrene polyoxymethyl, and the like. The oxycarboxylic acid may be added in the form of a polymer, or may be one of the copolymer components of the polyester of the present application. The amount of the compound (A) that continuously generates a gaseous substance that does not substantially reduce the molecular weight of the polyester under such polymerization conditions is 1 to 50% by weight, preferably 2 to 20% by weight. If it is added in too large a quantity, the effect will not be large and the desired physical properties of the polyester will be deteriorated, which is not preferable. Also, if the amount is too small, the effect will be low. The polymerization method of the present invention can be carried out in the same manner as a conventional polycondensation method. That is, so-called esters in which dicarboxylic acids and/or ester-forming derivatives thereof are reacted with aliphatic and/or alicyclic diols and/or ester-forming derivatives thereof in the presence or absence of a catalyst at normal pressure or under pressure. This is a method in which a polymerization reaction is carried out in which the degree of polymerization is increased under reduced pressure in the presence of a catalyst after carrying out a transesterification or transesterification reaction. In this polymerization method, the polymerization reaction is preferably carried out at as low a temperature as possible, preferably between 240 and 270°C. At too high a temperature, side reactions other than the exchange reaction of ester groups occur, resulting in a decrease in molecular weight. Further, it goes without saying that a higher degree of pressure reduction is preferable, and it is preferable that the degree of pressure reduction is 200 Pa or less, preferably 100 Pa or less. The reaction time varies depending on the catalyst, reaction apparatus, etc., but is generally 10 minutes to 20 hours. The catalyst used here can be any catalyst that is generally used for polyester polymerization, but
In particular, titanium compounds and tin compounds are preferably used. The titanium compound used in the present invention has the general formula
【式】
,M〔HTi(OR)6〕2
(ここにR,R1,R2,R3,R4はアルキル基,
アリール基,水素を示し、Mはアルカリ土類金属
を示す)等で示される化合物、例えばテトラブチ
ルチタネート,テトライソプロピルチタネート,
テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート,テト
ラステアリルチタネート,ジイソプロボキシビス
(アセチルアセトナート)チタン,ジ−n−ブト
キシビス(トリエタノールアミナート)チタン,
ジヒドロキシビス(ラクタート)チタン,チタニ
ウムイソプロポキシオクチレングリコレート,イ
ソプロポキシチタントリイソステアレート,テト
ラ安息香酸チタネート;チタンメチレートマグネ
シウム,チタンブチレートマグネシウム,チタン
オクチレートマグネシウム,チタンブチレートカ
ルシウム,チタンエチレートストロンチウム等の
他、これらの加水分解物(部分的な加水分解物も
含む),エステル交換物,加水分解とエステル交
換を同時に行なつたもの等、更に一般式
Ti2(C2O4)2,(M)nTi(C2O4)2,(M)n(C2O4)2,(
M)
nOTi(C2O4)2(ここにMは金属原子,H,NH4を
示し、nはMが2価金属の時は1、MがH,
NH4及び1価金属の時は2)
で示される化合物、例えばシユウ酸チタン,ジオ
キザラートチタン()酸カリウム,ジオキザラ
ートチタン()酸アンモニウム,オキソジオキ
ザラートチタン()酸水素,オキソジオキザラ
ートチタン()酸ナトリウム,オキソジオキザ
ラートチタン()酸バリウム,トリオキザラー
ト()酸カルシウム等及びこれらの水和物等々
をあげることができるが、これらに限定されるも
のではない。これらのうち、特にテトラブチルチ
タネート,テトライソプロピルチタネートが好ま
しい。
本発明に用いられる錫化合物は、例えば一般式[Formula] , M[HTi(OR) 6 ] 2 (where R, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 are alkyl groups,
aryl group, hydrogen and M represents an alkaline earth metal), such as tetrabutyl titanate, tetraisopropyl titanate,
Tetra(2-ethylhexyl) titanate, tetrastearyl titanate, diisoproboxybis(acetylacetonato)titanium, di-n-butoxybis(triethanolaminate)titanium,
Dihydroxybis(lactate) titanium, titanium isopropoxyoctylene glycolate, isopropoxytitanium triisostearate, titanate tetrabenzoate; magnesium titanium methylate, magnesium titanium butyrate, magnesium titanium octylate, calcium titanium butyrate, titanium ethyl In addition to strontium chloride, etc., these hydrolysates (including partial hydrolysates), transesterified products, those in which hydrolysis and transesterification are performed simultaneously, and the general formula Ti 2 (C 2 O 4 ) 2 , (M)nTi(C 2 O 4 ) 2 , (M)n(C 2 O 4 ) 2 , (
M)
nOTi(C 2 O 4 ) 2 (here M represents a metal atom, H, NH 4 , n is 1 when M is a divalent metal, M is H,
For NH 4 and monovalent metals, compounds represented by 2), such as titanium oxalate, potassium dioxalate titanate (), ammonium dioxalate titanate (), hydrogen oxodioxalate titanate (), Examples include, but are not limited to, sodium dioxalate titanate (), barium oxodioxalate titanate (), calcium trioxalate (), and their hydrates. Among these, tetrabutyl titanate and tetraisopropyl titanate are particularly preferred. The tin compound used in the present invention has the general formula
【式】または[expression] or
【式】
(Rはアルキル基、アリール基、X1〜X4はア
ルキル基、アリール基、アシルオキシ基、シクロ
ヘキシル基、ヒドロオキシ基、ハロゲン等を含む
1価の基、X5は硫黄または酸素原子を示す)で
示される化合物、具体的には、メチルフエニルス
ズオキサイド,テトラエチルスズ,ジブチルスズ
オキサイド,ジドデシルスズオキサイド,トリエ
チルスズハイドロオキサイド,トリフエニルスズ
ハイドロオキサイド,トリイソブチルスズアセテ
ート,ジブチルスズジアセテート,ジフエニルス
ズジラウリレート,モノブチルスズトリクロライ
ド,ジブチルスズジクロライド,トリブチルスズ
クロライド,ジブチルスズサルフアイト,ブチル
ヒドロキシスズオキサイド等が例示される。これ
らのうち、特にジブチル錫オキサイド,ブチルヒ
ドロキシ錫オキサイドが好ましい。
本発明を実施する装置は高粘度物を取り扱える
装置が望ましい。例えば混練機の如き形状の空間
部が減圧とできるもの、押出機の如き形状(特に
二軸状のもの)で空間部を減圧にできるもの等が
好ましく用いられる。もつとも単なる撹拌槽であ
つても、また静置式のものであつても、均一性を
問題にせず、取り出し方法を工夫したものでえれ
ば十分使用しうる。前述した如く液の深さの影響
があるので外部空間からポリマー塊の中心迄の距
離は出来るだけ小さく、例えば20cm以下、好まし
くは10cm以下とすることが望ましい。
本発明においては顔料、染料、安定剤、結晶
剤、滑剤、離型剤、可塑剤、その他改質剤が含ま
れてもよいことは当然である。
(f) 実施例
以下実施例により本発明を詳述する。
実施例 1
ジメチルテレフタレート87.4g、α,ω−デカ
ンジカルボン酸11.5g(10モル%)、エチレング
リコール90gをチタニウムテトラブトキサイド68
mgと共に加熱し、留出液が41mlになる迄反応させ
た。この反応物を300mlの蒸留塔付撹拌付容器に
入れ、窒素雰囲気下30分260℃のバス中で反応さ
せてエチレングリコールを主とする留出物を留去
した後徐々に減圧にし、30分後に200Pa以下、1
時間後には50Pa以下とし、留出物を留去して高
重合度化反応を続けた。撹拌速度は内部の粘度上
昇に伴つて低下させ、最終的には0.5rpmとした。
減圧反応を10時間行つた後取出したポリマーの固
有粘度は35℃オルトクロールフエノールで測定し
た結果2.35であつた。
留出液は高真空反応の期間継続的に留出するこ
とが認められ、この留出液の50%以上はガスクロ
マトグラムによる分析でα,ω−デカンジカルボ
ン酸とエチレングリコールとの縮合物である環状
エステルであることが確認された。
比較例 1
実施例1においてα,ω−デカンジカルボン酸
の代りにイソフタル酸9.7g(10モル%)を用い
る以外実施例1と同様にして反応させた。10時間
後のポリマーの固有粘度は1.72であつた。また、
留出液は減圧開始4時間後以後殆んど見られなか
つた。
実施例2及び比較例2
実施例1及び比較例1において減圧開始後2時
間反応させて得たポリマーを直径約2cmの試験管
に溶融状態で液の深さが1cm,2cm,3cm,5cm
になるように仕込み、50Pa以下の減圧下に260℃
で撹拌せずに反応させた。各反応時間に対応する
固有粘度から重合度(P)を算出し、平衡状態のP∞
を仮定してlog(1/P−1/P∞)と反応時間の関係
、
及び1/P2 ∞と液の深さの関係を第2図及び第1
図に示した。第1図よりα,ω−デカンジカルボ
ン酸共重合物は平衡状態において、液の深さの重
合度低下効果を軽減することが明らかである。
実施例 3〜5
実施例1において、α,ω−デカンジカルボン
酸の代りにスベリン酸、アゼライン酸、セバシン
酸を等モル用いた以外は実施例1と同様にして減
圧反応を10時間行なつた結果、固有粘度はスベリ
ン酸共重合1.89、アゼライン酸共重合1.98、セバ
シン酸共重合2.04であつた。また、いずれの場合
も重合反応の最後迄少量ではあるが留出物が存在
することが確認され、これらの留出液は大量の環
状エステルが含まれることが判明した。
実施例6〜8及び比較例3〜5
ジカルボン酸成分を変え、またα,ω−デカン
ジカルボン酸の添加量を変化させた際の実施例1
と同様の重合結果を第1表に示す。[Formula] (R is an alkyl group, an aryl group, X 1 to ), specifically, methylphenyltin oxide, tetraethyltin, dibutyltin oxide, didodecyltin oxide, triethyltin hydroxide, triphenyltin hydroxide, triisobutyltin acetate, dibutyltin diacetate, diphenyltin oxide, Examples include enyltin dilaurylate, monobutyltin trichloride, dibutyltin dichloride, tributyltin chloride, dibutyltin sulfite, and butyl hydroxytin oxide. Among these, dibutyltin oxide and butylhydroxytin oxide are particularly preferred. The apparatus for carrying out the present invention is preferably an apparatus that can handle highly viscous materials. For example, a kneader-like shape in which the space can be reduced in pressure, or an extruder-like shape (particularly a twin-screw type) in which the space can be reduced in pressure are preferably used. However, even if it is a simple stirring tank or a stationary type, it can be used satisfactorily as long as uniformity is not an issue and the method of taking out the liquid is devised. As mentioned above, since the depth of the liquid affects the distance, it is desirable that the distance from the external space to the center of the polymer mass be as small as possible, for example, 20 cm or less, preferably 10 cm or less. It goes without saying that pigments, dyes, stabilizers, crystallizing agents, lubricants, mold release agents, plasticizers, and other modifiers may be included in the present invention. (f) Examples The present invention will be explained in detail with reference to Examples below. Example 1 87.4 g of dimethyl terephthalate, 11.5 g (10 mol%) of α,ω-decanedicarboxylic acid, and 90 g of ethylene glycol were mixed with 68 g of titanium tetrabutoxide.
mg and reacted until the distillate amounted to 41 ml. The reaction product was placed in a 300 ml distillation column with stirring, and reacted in a bath at 260°C for 30 minutes under a nitrogen atmosphere. After distilling off the distillate mainly consisting of ethylene glycol, the pressure was gradually reduced and the pressure was gradually reduced for 30 minutes. After 200Pa or less, 1
After a period of time, the pressure was reduced to 50 Pa or less, and the distillate was distilled off to continue the reaction for increasing the degree of polymerization. The stirring speed was lowered as the internal viscosity increased, and was finally set at 0.5 rpm.
The intrinsic viscosity of the polymer taken out after carrying out the reaction under reduced pressure for 10 hours was 2.35 as measured with orthochlorophenol at 35°C. It was observed that the distillate was continuously distilled during the high vacuum reaction, and more than 50% of this distillate was analyzed by gas chromatography and was found to be a condensate of α,ω-decanedicarboxylic acid and ethylene glycol. It was confirmed that it was a cyclic ester. Comparative Example 1 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that 9.7 g (10 mol %) of isophthalic acid was used instead of α,ω-decanedicarboxylic acid. The intrinsic viscosity of the polymer after 10 hours was 1.72. Also,
Almost no distillate was observed 4 hours after the start of decompression. Example 2 and Comparative Example 2 The polymer obtained by reacting for 2 hours after the start of depressurization in Example 1 and Comparative Example 1 was placed in a molten state in a test tube with a diameter of about 2 cm, and the depth of the liquid was 1 cm, 2 cm, 3 cm, and 5 cm.
260℃ under reduced pressure of 50Pa or less.
The reaction was carried out without stirring. The degree of polymerization (P) is calculated from the intrinsic viscosity corresponding to each reaction time, and P∞ in the equilibrium state is calculated.
Assuming that
Shown in the figure. It is clear from FIG. 1 that the α,ω-decanedicarboxylic acid copolymer reduces the effect of decreasing the degree of polymerization due to the depth of the liquid in an equilibrium state. Examples 3 to 5 A reduced pressure reaction was carried out for 10 hours in the same manner as in Example 1 except that equal moles of suberic acid, azelaic acid, and sebacic acid were used instead of α,ω-decanedicarboxylic acid. As a result, the intrinsic viscosity was 1.89 for suberic acid copolymerization, 1.98 for azelaic acid copolymerization, and 2.04 for sebacic acid copolymerization. Furthermore, in all cases, it was confirmed that distillates were present, albeit in small amounts, until the end of the polymerization reaction, and these distillates were found to contain large amounts of cyclic esters. Examples 6 to 8 and Comparative Examples 3 to 5 Example 1 when changing the dicarboxylic acid component and changing the amount of α,ω-decanedicarboxylic acid added
Polymerization results similar to those shown in Table 1 are shown in Table 1.
【表】
実施例 9〜10
比較例1において2時間反応させた後ポリスチ
レン又はポリカブロラクトン(分子量約2000)各
10gを添加し、常圧で10分間撹拌後、減圧下に8
時間反応させた。このものの固有粘度はポリスチ
レンの場合1.92、ポリカブロラクトンの場合1.97
であつた。
) 発明の効果
実施例と比較例の比較により明らかな如く本発
明を実施することにより従来不可能と思われてい
た高分子量ポリエステルを溶融重合法で製造する
ことが可能となつた。[Table] Examples 9-10 After reacting for 2 hours in Comparative Example 1, polystyrene or polycabrolactone (molecular weight approximately 2000)
After adding 10g of
Allowed time to react. The intrinsic viscosity of this material is 1.92 for polystyrene and 1.97 for polycabrolactone.
It was hot. ) Effects of the Invention As is clear from the comparison between Examples and Comparative Examples, by carrying out the present invention, it has become possible to produce high molecular weight polyesters by melt polymerization, which was previously thought to be impossible.
溶融重合反応時間tにおける重合度をP、平衡
状態での重合度をP∞としたとき、第1図は
(1/P2 ∞×102)と液深(cm)との関係、第2図
は(1/P−1/P∞)×106と反応時間(hr)と
の関係を示す図である。
図中線イはイソフタル酸共重合の場合、ロは
α,ω−デカンジカルボン酸共重合の場合、ハは
イソフタル酸共重合で液深3cmの場合、ニはイソ
フタル酸共重合で液深1cmの場合、ホはα,ω−
デカンジカルボン酸共重合で液深3cmの場合、ヘ
はα,ω−デカンジカルボン酸共重合で液深1cm
の場合である。
When the degree of polymerization at melt polymerization reaction time t is P and the degree of polymerization at equilibrium is P∞, Figure 1 shows the relationship between (1/P 2 ∞ ×10 2 ) and liquid depth (cm), and Figure 2 The figure shows the relationship between (1/P-1/P∞)×10 6 and reaction time (hr). Line A in the figure is for isophthalic acid copolymerization, B is for α,ω-decanedicarboxylic acid copolymerization, C is isophthalic acid copolymerization at a liquid depth of 3 cm, and D is isophthalic acid copolymerization at a liquid depth of 1 cm. In the case, Ho is α, ω−
When the liquid depth is 3 cm for decane dicarboxylic acid copolymerization, the liquid depth is 1 cm for α, ω-decane dicarboxylic acid copolymerization.
This is the case.
Claims (1)
及び/又はそのエステル形成性誘導体とエチレン
グリコールを主とするグリコール及び/又はその
エステル形成性誘導体とから減圧下に溶融重合さ
せる方法によつて固有粘度1.0以上のポリエステ
ルを製造するに際し、少なくとも固有粘度0.8以
上の段階において、240〜270℃の重合条件下で気
体で且つ実質的にポリエステルの分子量を低下さ
せない物質を継続的に発生する化合物(A)を存在さ
せることを特徴とする高分子量ポリエステルの製
造法。1. An intrinsic viscosity of 1.0 is obtained by melt polymerizing dicarboxylic acids, mainly aromatic dicarboxylic acids, and/or ester-forming derivatives thereof, and glycols, mainly ethylene glycol, and/or ester-forming derivatives thereof under reduced pressure. When producing the above polyester, a compound (A) that continuously generates a gaseous substance that does not substantially reduce the molecular weight of the polyester under polymerization conditions of 240 to 270°C is used at least at the stage where the intrinsic viscosity is 0.8 or more. A method for producing a high molecular weight polyester, characterized in that the polyester is present in a high molecular weight polyester.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21866484A JPS6198728A (en) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | Production of high molecular weight polyester |
US06/785,478 US4619987A (en) | 1984-10-12 | 1985-10-08 | Process for preparation of high-molecular weight polyester |
EP85112817A EP0181498B1 (en) | 1984-10-12 | 1985-10-10 | Process for preparation of high-molecular weight polyester |
DE8585112817T DE3578638D1 (en) | 1984-10-12 | 1985-10-10 | METHOD FOR PRODUCING HIGH MOLECULAR POLYESTERS. |
Applications Claiming Priority (1)
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JP21866484A JPS6198728A (en) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | Production of high molecular weight polyester |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS6198728A JPS6198728A (en) | 1986-05-17 |
JPH0454692B2 true JPH0454692B2 (en) | 1992-09-01 |
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Families Citing this family (2)
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JP3623480B2 (en) | 2002-01-07 | 2005-02-23 | 花王株式会社 | Toner for electrophotography |
-
1984
- 1984-10-19 JP JP21866484A patent/JPS6198728A/en active Granted
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6198728A (en) | 1986-05-17 |
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