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JPS63452B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS63452B2
JPS63452B2 JP54143764A JP14376479A JPS63452B2 JP S63452 B2 JPS63452 B2 JP S63452B2 JP 54143764 A JP54143764 A JP 54143764A JP 14376479 A JP14376479 A JP 14376479A JP S63452 B2 JPS63452 B2 JP S63452B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer
weight
reaction
acetal
acetal polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP54143764A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5667324A (en
Inventor
Radeishi Pierino
Kasutoro Serujio
Koronbo Paoro
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ITARIAANA REJINE ETSUSE I ERURE SpA SOC
Original Assignee
ITARIAANA REJINE ETSUSE I ERURE SpA SOC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ITARIAANA REJINE ETSUSE I ERURE SpA SOC filed Critical ITARIAANA REJINE ETSUSE I ERURE SpA SOC
Priority to JP14376479A priority Critical patent/JPS5667324A/en
Publication of JPS5667324A publication Critical patent/JPS5667324A/en
Publication of JPS63452B2 publication Critical patent/JPS63452B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアセタール重合体の不安定末端ヒドロ
キシル基を高安定性の基に変えることによつてア
セタール重合体の安定性を改良する方法に関す
る、特にオルトエステルまたはオルトカーボネー
トで処理することによつてエーテル基に変えるこ
とによつてアセタール重合体の安定性を改良する
方法に関する。本発明方法で処理し得るアセター
ル重合体はアルデヒドの重合、または一種以上の
アルデヒドを非アルデヒド単量体と共重合させる
ことによつて作られる約10000より大なる分子量
を有する重合体である。ホモ重合または非アルデ
ヒド単量体との共重合によつて、アルデヒドの環
式オリゴマー例えばトリオキサンおよびテトラオ
キサン(ホルムアルデヒドのオリゴマー)から得
られるこれらのアセタール重合体も本発明の方法
によつて処理できる。 重合法および共重合法から得られるアセタール
重合体は高分子1個について少なくとも一つの末
端ヒドロキシル基を含有することは知られてい
る。 これらのヒドロキシル基の不安定性が、重合体
の処理のため要する温度で高分子鎖の劣化を徐々
にもたらす。従つてヒドロキシル基を熱および化
学的安定性の高い他の基に変えるため重合体を処
理することが必要である。特にこれらの安定性
は、ヒドロキシル基を、オルトエステル、ジアル
キルアセタール、ケタールおよび有機オルトカー
ボネートと反応させることによつてエーテル基に
変えることによつて与えられる。 既知の方法は種々な方法で行なわれ、実際には
以下に集約した四つの基本的方法がある。 (1) 末端封鎖剤(end−capping agent)(エステ
ル化剤またはエーテル化剤)を、重合体に対し
て溶媒でない液体媒体中に分散させたアセター
ル重合体と接触させるようにする、このときの
液体媒体はその一部がまたは全部が末端封鎖剤
からなることができる。 (2) 末端封鎖剤を、重合体に対する溶媒である液
体中に溶解したアセタール重合体と接触させる
ようにする、この溶媒液体はその一部または全
部が末端封鎖剤からなることができる。 (3) 末端封鎖剤を、重合体に対する溶媒および非
溶媒からなる2種の液体の混合物中に分散させ
たアセタール重合体と接触させるようにする、
これらの液体は処理温度で完全に混和性である
ものとする。 (4) 蒸気状態にある末端封鎖剤を流動化された固
体粒子の形でのアセタール重合体と接触させる
ようにする。 この種の方法は例えば米国特許第2998409号、
第2964500号、第3192182号および第3875117号明
細書、および英国特許第880737号明細書に記載さ
れている。 これらに記載された方法は末端封鎖(エステル
化またはエーテル化)生成物が得られるという意
味においては一般に満足できるものである、しか
し、方法の経済性、末端封鎖重合体の収率および
性質のことでは差が生じ、それはかなりの差であ
ることさえある。上述した方法の一つの共通の特
長は、末端封鎖処理を受ける重合体の量に比較し
て末端封鎖剤および/または溶媒または分散液の
比較的大量を必要とすることにある。特に反応を
液相で行なう方法においては液体とアセタール重
合体の間の重量比は少なくとも3:1、そして
15:1までにもなる。 上述した各方法において、反応のために選択し
た個々の系によつて特別な技述的問題および化学
的な問題も生ずる。例えば末端封鎖反応を溶液法
で行なうとき、末端封鎖されたアセタール重合体
の沈澱にかなりな困難な点がある。一方、反応を
流動床法で行なうとき、大量のガスおよび/また
は蒸気を必要とし、重合体の固体粒子と末端封鎖
剤の間の均質な接触を達成するのには更に困難が
ある。更に上述した全ての方法において、液体お
よび末端封鎖剤の大量の存在は、できる限り完全
に、重合体を溶解または分散をさせるために使用
した液体および未反応末端封鎖剤の両者を回収す
ることが必要なためこの方法を経済的に行なうの
を困難にする。 容易さという点で少量の末端封鎖剤を用いて反
応を実施するためには、アセタール重合体の劣化
によつて形成されるアルデヒド単量体とこの末端
封鎖剤が反応することを考慮する必要がある。例
えばポリホルムアルデヒドをエステル化する場
合、形成されるホルムアルデヒド単量体は無水酢
酸と反応し、かくしてメチレン−グリコールアセ
テート型の副生成物を形成する、これは分離する
ことが困難であり、アセタール重合体に特に重合
体を着色させることによつて害を与える。 従つて本発明の目的は上述した欠点のない、ア
セタール重合体を末端封鎖するための方法にあ
る。 特に本発明は、アセタール重合体を、オルトエ
ステルおよびオルトカーボネートから選択した末
端封鎖剤と反応させることによつてアセタール重
合体の末端ヒドロキシル基をエーテル化する方法
を提供し、この方法は粉末の形のアセタール重合
体および液体の形の末端封鎖剤の均質混合物を形
成し、末端封鎖剤の量は重合体粉末の自由流動性
を失わしめる量より少なくし、上記混合物を、末
端封鎖反応の完了または実質的に完了するまで少
なくとも70℃の温度で撹拌下反応させ、反応生成
物から末端封鎖した重合体を回収することを特徴
とする。 従つて本発明の方法の基本的な点は、材料の物
理的状態の特性を、特に自由転動特性を変えない
ような量の液体末端封鎖剤で、粉末の形でアセタ
ール重合体の末端封鎖をすることにある。実際
に、この結果は、アセタール重合体1重量部につ
いて0.01〜0.30重量部の量の、好ましくは上記ア
セタール重合体1重量部について0.02〜0.15重量
部の末端封鎖剤を用いることによつて達成でき
る、各場合における下限は末端封鎖反応を完了ま
たは実質的に完了させるのに必要な量で決まる。 これらの条件の下で、アセタール重合体、特に
20〜500μの粒度を有する粉末の形のアセタール
重合体は、その自由流動特性を実質的に失うこと
はなく、従つて撹拌機を備えた粉末反応器中で処
理することができる、そしてこれは反応のため予
め選択した温度以下まで全体を高速で加熱するこ
とが達成でき、重合体と末端封鎖剤の間の均質接
触を達成できる。 粉末状アセタール重合体と末端封鎖剤の間の均
質混合物の製造は、種々な方法で実施できる。例
えば重合体は反応器に供給する前または反応器内
で直接液体末端封鎖剤で湿潤させるとよい。更に
末端封鎖剤は、反応条件下で不活性(非反応性)
である低沸点稀釈剤中でまたはその中に溶解して
使用してもよい。 好ましい実施態様によれば、上述した限界内を
達成するような割合での有機溶剤中の末端封鎖剤
の溶液で先ず重合体を湿潤させる。次いで溶媒を
末端封鎖温度より低い温度で蒸発させ、かくして
得られた自由流動性粉末を上述した方法で処理す
る。 特に、反応温度は70〜170℃の範囲内で適当に
保つ。好ましい値は80〜165℃である。末端封鎖
圧力は、選択した反応温度で末端封鎖剤を実質的
に液体の形で保つようにすべきである。圧力は一
般に大気圧に等しいかそれより大なる値で保つ、
最も好都合な値は主として末端封鎖反応のため選
択した薬剤の揮発度によつて決まる。一般に蒸発
によつて末端封鎖剤の損失を実質的に避けるた
め、高沸点の末端封鎖剤の場合でさえも過圧を使
用することが好ましい。 末端封鎖反応の時間は5〜90分であり、最も好
適な時間は、反応の完了または実質的な完了を確
実にするように反応温度、末端封鎖剤の種類、末
端封鎖触媒の存在または不存在、およびアセター
ル重合体の特性によりそれぞれの場合で選択す
る。 エーテル化反応において、末端封鎖剤はオルト
エステル、通常は脂肪族または芳香族酸と脂肪
族、脂環式族または芳香族アルコールとのオルト
エステル、例えばメチルまたはエチルオルトホル
メート、メチルまたはエチルオルトアセテートお
よびメチルまたはエチルオルトベンゾエート、お
よびオルトカーボネート例えばメチルまたはエチ
ルオルトカーボネートから選択する。 エーテル化反応はルイス酸型の触媒の存在下に
行なうとよい、これらの例には次のものがある。 (1) 10-5より大なる酸解離定数即ち第一酸解離定
数の強または中強度有機酸。これらの酸の例に
はp−トルエンスルホン酸、酢酸およびしゆう
酸がある。 (2) 強鉱酸または中強度鉱酸のアルキル、シクロ
アルキルおよびアルキル芳香族エステル。これ
らのエステルの例にはジメチルおよびジエチル
サルフエートおよびジメチルおよびジエチル水
素ホスフエートがある。 (3) 強有機酸または中強度有機酸のアルキル、シ
クロアルキルおよびアルキル芳香族エステル。
これらのエステルの例にはメチル−p−トルエ
ンスルホネートがある。 エーテル化反応に使用する触媒の量は広い範
囲、一般にはエーテル化剤1重量部について
0.001〜0.02重量部で変えることができる。触媒
はエーテル化反応の開始前に何時でも加えること
ができる。好ましい実施態様によれば、エーテル
化剤の溶媒(または稀釈剤)の溶液中にエーテル
化剤と共に加える。 溶媒中の溶液の形で末端封鎖剤を使用すると
き、前者は、重合体と末端封鎖剤との均質混合を
容易に達成できるよう、アセタール重合体1重量
部について0.05〜0.50重量部の量で使用するのが
好都合である。 末端封鎖剤の溶液は、粉末状重合体を反応器に
入れる前または入れた後に粉末状重合体に加える
ことができる。それぞれの場合において、アセタ
ール重合体に前述した自由流動特性を与えるた
め、末端封鎖反応の開始前に溶媒(または稀釈
剤)を完全にまたは実質的に完全に除去するのが
好ましい。この除去は低温で、何れの場合にも末
端封鎖温度より低い温度で蒸発させることによつ
て行なうのが好都合である。この蒸発中、末端封
鎖剤の除去を避けるように注意を払うべきであ
る。蒸発は減圧下で行なうのがよく、かくして回
収された溶媒(または稀釈剤)は更に精製するこ
となく循環させることができる。 末端封鎖剤用の好ましい溶媒および稀釈剤は一
般に低沸点脂肪族、脂環式族および芳香族炭化水
素からなり、例えば直鎖状または分枝状ペンタ
ン、ヘキサンまたはヘプタン、シクロヘキサンお
よびベンゼンがある。ハロゲン化低級脂肪族炭化
水素例えば塩化メチレン、クロロホルムおよび四
塩化炭素もこの目的に有用である。最後に脂肪族
エーテル、例えばジエチルエーテル、脂肪族エス
テル例えばメチルおよびエチルホルメート、およ
びメチルおよびエチルアセテート、および脂肪族
ケトン例えばアセトンも使用できる。 前述した如く、本発明の方法の基本的特長は、
液体の形での末端封鎖剤を含有する自由流動性粉
末からなる反応系を用いて反応を行なうことにあ
る。重合体粉末の他の物理的性質には、特に厳密
な規制はないのであるが、この本方法について、
特にアセタール重合体と末端封鎖剤の間の比の選
択および重合体への上記末端封鎖剤の添加方法の
選択からみて重要な点である。 何れの場合においても、重要な特性は粉末の見
掛密度およびその粒度分布である。例えば見掛密
度(一般に0.05〜0.8g/mlの範囲内である)お
よび粒度が増大すると、末端封鎖剤とアセタール
重合体の間の比は上述した範囲内において次第に
減少させなければならない。 選択した方法の何如を問わず、得られる末端封
鎖されたアセタール重合体は、末端封鎖反応に供
された重合体と同じ物理的性質を有する。 本発明方法はアセタール重合体とその末端封鎖
剤との間の均質混合を達成できるようにする、従
つて安定性と着色についての所望の性質を有する
末端封鎖重合体の高い反応収率および収量をもた
らす。更に末端封鎖剤のかなり減少させた量を使
用することが、以後の工程段階について経済的な
利益をもたらす。事実反応終了後減圧を適用する
ことによつて、または溶媒で洗浄することによつ
て未反応末端封鎖剤はアセタール重合体から直ち
に回収できる。 更に反応終了時に存在する末端封鎖剤の量の少
ないことによつて可能になされた一つの実施態様
によれば、末端封鎖された重合体を水で直接洗浄
することで経済的にすることができる、ただし、
他の洗浄剤も使用できる。かかる場合中和および
副生成物、触媒残渣または他の添加物の最終生成
物からの除去は容易になる。特にこの例によれ
ば、反応混合物を水中に放出して重合体の水性懸
濁液を形成することができ、次いで重合体は回収
し、乾燥できる。存在する酸残渣を容易に中和
し、エーテル化重合体から除去できるように塩基
性水性(または有機性)液体を使用するのが一般
に好ましい。塩基性物質は液体中に0.01〜10重量
%の量で存在させるとよく、アルカリ金属の水酸
化物、弱有機酸または無機酸のアルカリ金属塩、
アンモニアおよび脂肪族アミン、および脂環式ア
ミンから選択するとよい。何れの場合にも最終的
に回収される重合体は熱に対する安定性と着色の
所望の性質を有する。 実施例 1 末端封鎖反応は粉末を混合するのに適した装置
を有する撹拌装置を備えた130容量の鋼製反応
器中で行なつた。反応器には上方仕込みバルブお
よび下方放出バルブを設け、その上方末端を、交
換器および溜出物収集器を間に挿入した管で真空
ポンプに接続した。圧力を制御するための装置は
所望の圧力で不活性雰囲気中で反応を実施できる
ようにする。反応器の最上部に設置したスプレー
は、微細に分散した形で液体を混入できるように
する。最後に反応器には加熱および冷却のための
ジヤケツトを設ける。 窒素を吹き込んだ後、アニオン系開始剤を用い
不活性液体(ヘプタン)中で純枠の単量体ホルム
アルデヒドを重合させて得た粗製ポリオキシメチ
レン(ポリオキシメチレングリコール)50Kgを反
応器中に入れた。この重合体は固有粘度ηe1.59
dl/gを有していた。各実施例において、固有粘
度は、2重量%のα−ピネンを含有するp−クロ
ロフエノール中の重合体の0.5%(重量/容量)
溶液で60℃で測定した。更に重合体は下記特性を
有する粉末であつた。 見掛密度 0.67g/ml 粒度分布 >177μ 58.3% 177〜60μ 36.7% 撹拌機を始動させた後、2.0Kgのトリメチルオ
ルトホルメートおよび2.0gの三弗化硼素エーテ
レートからなる溶液を反応器中に噴霧した。10分
間撹拌した後、混合物を1気圧ゲージの圧力で
105℃にし、これらの条件で次の30分放置し、次
いで絶体圧力0.02気圧で15分間50℃で冷却した。 残存オルトエーテル0.1重量%未満を含有する
エーテル化重合体を、アンモニア1重量%を含有
する水溶液(200)中に放出した。70〜80℃で
20分撹拌した後、懸濁液を遠心分離し、重合体を
完全に水洗し、80℃で減圧下に乾燥した。 かくして49.6Kgのエーテル化されたポリオキシ
メチレンが回収された、これについて下記の測定
を行なつた。 固有粘度:ηe 見掛密度:γ〓 粘度: 窒素雰囲気中220℃での熱劣化:K220 熱天秤によつて行なつたこの後者の測定は、最
切の30分間で、1分について重合体の重量%によ
る分解速度を示す。 アルカリ安定画分:ASF 重合体1重量部を、ジメチルホルムアミド中
0.5重量%のトリブチルアミンの溶液10重量部中
で30分間160℃で加熱する。処理後回収された重
合体の百分率(重量%)がアルカリ安定画分を表
わす。 この最終画分について下記測定を行なつた。 固有粘度:ηe(ASF) 熱劣化:K220(ASF) 測定結果を下表1にP−1の欄に示す。 実施例 2 実施例1と同じ方法で得た、下記特性を有する
粗製ポリオキシメチレンをエーテル化した。 ηe=2.15dl/g γ〓=0.27g/ml 粒度 >177μ 14.3% 177〜60μ 37.1% <60μ 48.6% 反応は厳密に無水条件下に実施し、95重量部の
石油エーテル(沸点40〜60℃)、7.5重量部のトリ
エチルオルトホルメートおよび0.15重量部のジエ
チルサルフエートを含有する液体中に重合体20Kg
を分散させた。遠心力で過した後、重合体を撹
拌下反応器中に入れた。湿つた重合体は重合体1
重量部について液体0.30重量部を含有していた。 装置の温度は0.4気圧の絶体圧力で20分間で40
℃にした。 重合体中の溶媒含有率は0.2重量%未満の値ま
で減少した。この点で装置を0.7気圧ゲージにし、
次いで145℃で30分間加熱した。この時間が経過
した後、反応混合物を、1重量%の炭酸ナトリウ
ムを含有する水性溶液(200)中に急速に放出
した。懸濁液を20分間80℃で撹拌しつつ保ち、次
いで遠心分離した。水洗水が中性になるまで完全
に水洗した後重合体を減圧下80℃で乾燥した。 かくして19.92Kgエーテル化ポリオキシメチレ
ンを回収した。これについて実施例1に示した測
定を行なつた。これらの測定の結果を表1にP−
2の欄に示す。 実施例 3 厳密に無水条件下で、実施例1の反応器中に
1.47dl/gの固有粘度を有する50Kgの粗製ポリオ
キシメチレンを入れた。 撹拌を開始後、反応器の頂部から7.5Kgのトリ
エチルオルトホルメートおよび102.5gのジエチ
ルサルフエートからなる液体を噴霧した。 常温で15分間撹拌した後、温度を1気圧ゲージ
の圧力で150℃にし、混合物をこれらの条件の下
で30分間放置した。続いで装置を15分間で100℃
に冷却し、同時に圧力を約0.02気圧(絶体圧力)
に低下させた。薬剤は交換器の下流に置いたコン
デンサー中で収集した。 次いで1.5重量%のアンモニアを含有する水溶
液(200)中に重合体を放出した。80〜90℃で
約30分撹拌した後、懸濁液を遠心分離し、重合体
を水が中性になるまで水洗し、80℃で減圧乾燥し
た。 かくして49.6Kgのエーテル化ポリオキシメチレ
ンを回収した。このものの特性を表1にP−3の
欄に示す。 実施例 4 実施例1と同じ方法で得た下記特性を有する粗
製ポリオキシメチレンをエーテル化した。 ηe=1.84dl/g γ〓=0.19g/ml 反応は厳密に無水条件下に行なつた、15Kgの重
合体を、80重量部の無水シクロヘキサン、20重量
部のイソアミルオルトホルメートおよび0.40重量
部のジエチルエーテルでエーテル化した三弗化硼
素からなる液体と混合した。遠心過後、重合体
を撹拌下反応器中に入れた。粉末は重合体1重量
部について液体0.31重量部を含有していた。 装置の温度を絶体圧力0.6気圧で20分間で40℃
に加熱し、かくして重合体のシクロヘキサン含有
率は0.1重量%未満に減少した。 次いで装置を1気圧ゲージの圧力にし、60分間
155℃で加熱した。 この時間の終りに、混合物を常温まで冷却し、
フイルターストリツプ上に移し、これをシクロヘ
キサンで向流洗浄した。シクロヘキサンは重合体
に対して200重量%の量で使用した。放出した重
合体は分析で検出しうる量(≦500ppm)以下の
オルトエステル含有率であつた。 次いで重合体を、沸点で、3重量%のトリエチ
ルアミンを含有するシクロヘキサン(重量比1:
4)で2時間懸濁した。遠心分離し、更に溶媒で
洗浄した後、重合体を80℃で減圧下乾燥した。 かくして14.25Kgのエーテル化ポリオキシメチ
レンを回収した、これについての測定結果を下表
1のP−4欄に示す。 【表】
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for improving the stability of acetal polymers by converting their unstable terminal hydroxyl groups into highly stable groups, particularly in orthoesters or orthocarbonates. This invention relates to a method for improving the stability of acetal polymers by converting them into ether groups through treatment. Acetal polymers that can be treated in the process of this invention are polymers having a molecular weight greater than about 10,000 made by polymerizing aldehydes or copolymerizing one or more aldehydes with non-aldehyde monomers. These acetal polymers obtained from cyclic oligomers of aldehydes, such as trioxane and tetraoxane (oligomers of formaldehyde), by homopolymerization or copolymerization with non-aldehyde monomers, can also be treated by the process of the invention. It is known that acetal polymers obtained from polymerization and copolymerization methods contain at least one terminal hydroxyl group per polymer. The instability of these hydroxyl groups leads to gradual degradation of the polymer chains at the temperatures required for processing the polymer. It is therefore necessary to treat the polymer in order to convert the hydroxyl groups into other groups that are more thermally and chemically stable. In particular, their stability is conferred by converting hydroxyl groups into ether groups by reacting with orthoesters, dialkyl acetals, ketals and organic orthocarbonates. The known methods are carried out in a variety of ways, and in fact there are four basic methods summarized below. (1) bringing an end-capping agent (esterifying or etherifying agent) into contact with an acetal polymer dispersed in a liquid medium that is not a solvent for the polymer; The liquid medium can consist partially or entirely of an endcapper. (2) The end-capping agent is brought into contact with the acetal polymer dissolved in a liquid that is a solvent for the polymer, which solvent liquid can consist in part or in whole of the end-capping agent. (3) bringing the end-capping agent into contact with the acetal polymer dispersed in a mixture of two liquids consisting of a solvent and a non-solvent for the polymer;
These liquids shall be fully miscible at processing temperatures. (4) Bringing the endcapping agent in vapor state into contact with the acetal polymer in the form of fluidized solid particles. This type of method is known, for example, in US Pat. No. 2,998,409;
No. 2964500, No. 3192182 and No. 3875117, and British Patent No. 880737. The processes described therein are generally satisfactory in the sense that end-capped (esterified or etherified) products are obtained; however, the economics of the process, the yield and the properties of the end-capped polymers are uncertain. There will be a difference, and it may even be a considerable difference. One common feature of the methods described above is that they require relatively large amounts of endcapping agent and/or solvent or dispersion compared to the amount of polymer undergoing endcapping. Particularly in processes in which the reaction is carried out in the liquid phase, the weight ratio between liquid and acetal polymer is at least 3:1, and
It can even be up to 15:1. In each of the methods described above, special technical and chemical problems also arise depending on the particular system chosen for the reaction. For example, when the end-capping reaction is carried out in solution, there are considerable difficulties in precipitation of the end-capped acetal polymer. On the other hand, when the reaction is carried out in a fluidized bed method, large amounts of gas and/or steam are required and there are more difficulties in achieving homogeneous contact between the solid particles of the polymer and the endcapper. Furthermore, in all the methods described above, the presence of a large amount of liquid and endcapper ensures that both the liquid used to dissolve or disperse the polymer and the unreacted endcapper can be recovered as completely as possible. This requirement makes this method difficult to perform economically. In order to carry out the reaction with a small amount of end-capping agent in terms of ease, it is necessary to take into account that this end-capping agent will react with the aldehyde monomer formed by the degradation of the acetal polymer. be. For example, when polyformaldehyde is esterified, the formaldehyde monomers formed react with acetic anhydride, thus forming methylene-glycol acetate type by-products, which are difficult to separate and form acetal polymers. particularly by coloring the polymer. The object of the present invention is therefore a process for endcapping acetal polymers which does not have the disadvantages mentioned above. In particular, the present invention provides a method for etherifying the terminal hydroxyl groups of an acetal polymer by reacting the acetal polymer with an endcapping agent selected from orthoesters and orthocarbonates, which method is performed in the form of a powder. forming a homogeneous mixture of the acetal polymer and the endcapping agent in liquid form, the amount of the endcapping agent being less than the amount that would cause the polymer powder to lose its free-flowing properties; The reaction is carried out under stirring at a temperature of at least 70° C. until substantially complete, and the end-capped polymer is recovered from the reaction product. The basic point of the process of the invention is therefore to end-capped the acetal polymer in powder form with a liquid end-capping agent in an amount that does not change the properties of the physical state of the material, in particular the free rolling properties. It is about doing. In practice, this result can be achieved by using an amount of endcapping agent from 0.01 to 0.30 parts by weight per part by weight of acetal polymer, preferably from 0.02 to 0.15 parts by weight per part by weight of said acetal polymer. , the lower limit in each case being determined by the amount necessary to complete or substantially complete the endcapping reaction. Under these conditions, acetal polymers, especially
The acetal polymer in the form of a powder with a particle size of 20-500 μ does not substantially lose its free-flowing properties and can therefore be processed in a powder reactor equipped with a stirrer, and this Rapid heating of the mass below a preselected temperature for reaction can be achieved and homogeneous contact between the polymer and endcapper can be achieved. The production of a homogeneous mixture between powdered acetal polymer and endcapper can be carried out in various ways. For example, the polymer may be wetted with a liquid endcapper before being fed to the reactor or directly within the reactor. Furthermore, the end-capping agent is inert (non-reactive) under the reaction conditions.
It may be used in or dissolved in a low boiling diluent. According to a preferred embodiment, the polymer is first wetted with a solution of the endcapper in an organic solvent in such proportions as to achieve within the limits mentioned above. The solvent is then evaporated at a temperature below the end-capping temperature and the free-flowing powder thus obtained is processed in the manner described above. In particular, the reaction temperature is appropriately maintained within the range of 70 to 170°C. Preferred values are 80-165°C. The endcapping pressure should be such as to keep the endcapping agent in substantially liquid form at the selected reaction temperature. Pressure is generally maintained at a value equal to or greater than atmospheric pressure,
The most favorable value depends primarily on the volatility of the agent chosen for the endcapping reaction. It is generally preferred to use superpressure even with high boiling endcappers to substantially avoid loss of the endcapper by evaporation. The time for the endcapping reaction is between 5 and 90 minutes, with the most suitable time depending on the reaction temperature, the type of endcapping agent, the presence or absence of an endcapping catalyst to ensure completion or substantial completion of the reaction. , and the properties of the acetal polymer in each case. In the etherification reaction, the endcapping agent is an orthoester, usually an orthoester of an aliphatic or aromatic acid with an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic alcohol, such as methyl or ethyl orthoformate, methyl or ethyl orthoacetate. and methyl or ethyl orthobenzoate, and orthocarbonates such as methyl or ethyl orthocarbonate. The etherification reaction is preferably carried out in the presence of Lewis acid type catalysts, examples of which include: (1) A strong or moderate strength organic acid with an acid dissociation constant, or primary acid dissociation constant, greater than 10 -5 . Examples of these acids are p-toluenesulfonic acid, acetic acid and oxalic acid. (2) Alkyl, cycloalkyl, and alkyl aromatic esters of strong or medium strength mineral acids. Examples of these esters are dimethyl and diethyl sulfate and dimethyl and diethyl hydrogen phosphate. (3) Alkyl, cycloalkyl, and alkyl aromatic esters of strong or medium strength organic acids.
Examples of these esters include methyl-p-toluenesulfonate. The amount of catalyst used in the etherification reaction varies over a wide range, generally for 1 part by weight of etherification agent.
It can be varied by 0.001 to 0.02 parts by weight. The catalyst can be added at any time before the start of the etherification reaction. According to a preferred embodiment, it is added together with the etherification agent into a solution of the etherification agent in a solvent (or diluent). When using the end-capping agent in the form of a solution in a solvent, the former is present in an amount of 0.05 to 0.50 parts by weight per part by weight of acetal polymer, so as to easily achieve homogeneous mixing of the polymer and the end-capping agent. It is convenient to use. The solution of endcapper can be added to the powdered polymer before or after it is introduced into the reactor. In each case, it is preferred that the solvent (or diluent) be completely or substantially completely removed prior to initiation of the endcapping reaction in order to impart the aforementioned free-flowing properties to the acetal polymer. This removal is advantageously carried out by evaporation at low temperatures, in each case below the end-capping temperature. During this evaporation, care should be taken to avoid removing the endcapper. Evaporation is preferably carried out under reduced pressure and the solvent (or diluent) thus recovered can be recycled without further purification. Preferred solvents and diluents for endcappers generally consist of low boiling aliphatic, cycloaliphatic and aromatic hydrocarbons, such as linear or branched pentane, hexane or heptane, cyclohexane and benzene. Halogenated lower aliphatic hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform and carbon tetrachloride are also useful for this purpose. Finally, aliphatic ethers such as diethyl ether, aliphatic esters such as methyl and ethyl formate and methyl and ethyl acetate, and aliphatic ketones such as acetone can also be used. As mentioned above, the basic features of the method of the present invention are:
The purpose is to carry out the reaction using a reaction system consisting of a free-flowing powder containing the endcapper in liquid form. There are no particularly strict regulations on other physical properties of the polymer powder, but for this method,
This is particularly important in terms of the selection of the ratio between the acetal polymer and the end-capping agent and the selection of the method of adding the end-capping agent to the polymer. In both cases, the important properties are the apparent density of the powder and its particle size distribution. For example, as the apparent density (generally within the range of 0.05 to 0.8 g/ml) and particle size increase, the ratio between endcapper and acetal polymer must be progressively decreased within the above-mentioned range. Regardless of the method chosen, the resulting end-capped acetal polymer has the same physical properties as the polymer that was subjected to the end-capping reaction. The process of the invention makes it possible to achieve intimate mixing between the acetal polymer and its end-capping agent, thus resulting in high reaction yields and yields of end-capping polymers with the desired properties of stability and coloration. bring. Additionally, the use of significantly reduced amounts of endcapper provides economic benefits for subsequent process steps. In fact, unreacted endcapper can be immediately recovered from the acetal polymer by applying reduced pressure after the reaction is complete or by washing with a solvent. Furthermore, according to one embodiment made possible by the low amount of end-capping agent present at the end of the reaction, it is possible to wash the end-capped polymer directly with water, making it economical. ,however,
Other cleaning agents can also be used. In such a case, neutralization and removal of by-products, catalyst residues or other additives from the final product is facilitated. Particularly in accordance with this example, the reaction mixture can be discharged into water to form an aqueous suspension of polymer, and the polymer can then be recovered and dried. It is generally preferred to use a basic aqueous (or organic) liquid so that any acid residues present can be easily neutralized and removed from the etherified polymer. The basic substance is preferably present in the liquid in an amount of 0.01 to 10% by weight, such as an alkali metal hydroxide, an alkali metal salt of a weak organic acid or an inorganic acid,
It may be selected from ammonia and aliphatic amines and cycloaliphatic amines. In either case, the final recovered polymer has the desired properties of thermal stability and color. Example 1 The endcapping reaction was carried out in a 130 capacity steel reactor equipped with a stirrer with suitable equipment for mixing the powders. The reactor was equipped with an upper charge valve and a lower discharge valve, and its upper end was connected to a vacuum pump by a tube with an exchanger and a distillate collector interposed therebetween. Devices for controlling the pressure allow the reaction to be carried out in an inert atmosphere at the desired pressure. A spray placed at the top of the reactor allows the liquid to be mixed in in finely dispersed form. Finally, the reactor is equipped with a jacket for heating and cooling. After blowing nitrogen, 50 kg of crude polyoxymethylene (polyoxymethylene glycol) obtained by polymerizing pure frame monomer formaldehyde in an inert liquid (heptane) using an anionic initiator was placed in the reactor. Ta. This polymer has an intrinsic viscosity ηe1.59
dl/g. In each example, the intrinsic viscosity is 0.5% (wt/vol) of the polymer in p-chlorophenol containing 2% α-pinene.
Measured in solution at 60°C. Furthermore, the polymer was a powder having the following properties. Apparent Density 0.67g/ml Particle Size Distribution >177μ 58.3% 177-60μ 36.7% After starting the stirrer, a solution consisting of 2.0Kg trimethyl orthoformate and 2.0g boron trifluoride etherate was added into the reactor. Sprayed. After stirring for 10 minutes, the mixture was heated to 1 atm gauge pressure.
It was brought to 105°C and left at these conditions for the next 30 minutes, then cooled at 50°C for 15 minutes at an absolute pressure of 0.02 atmospheres. The etherified polymer containing less than 0.1% by weight of residual orthoether was discharged into an aqueous solution (200) containing 1% by weight of ammonia. at 70-80℃
After stirring for 20 minutes, the suspension was centrifuged and the polymer was thoroughly washed with water and dried under reduced pressure at 80°C. 49.6 kg of etherified polyoxymethylene was thus recovered, on which the following measurements were carried out. Intrinsic viscosity: ηe Apparent density: γ〓 Viscosity: Thermal aging at 220°C in a nitrogen atmosphere: K This latter measurement, carried out on a 220 thermobalance, shows that the polymer The decomposition rate in weight percent is shown. Alkaline stable fraction: 1 part by weight of ASF polymer in dimethylformamide
Heat in 10 parts by weight of a solution of 0.5% by weight tributylamine at 160° C. for 30 minutes. The percentage (wt%) of the polymer recovered after treatment represents the alkaline stable fraction. The following measurements were performed on this final fraction. Intrinsic viscosity: ηe (ASF) Thermal deterioration: K 220 (ASF) The measurement results are shown in column P-1 in Table 1 below. Example 2 A crude polyoxymethylene obtained in the same manner as in Example 1 and having the following properties was etherified. ηe = 2.15 dl/g γ = 0.27 g/ml Particle size >177μ 14.3% 177-60μ 37.1% <60μ 48.6% The reaction was carried out under strictly anhydrous conditions and 95 parts by weight of petroleum ether (boiling point 40-60 °C) ), 20Kg of polymer in a liquid containing 7.5 parts by weight of triethyl orthoformate and 0.15 parts by weight of diethyl sulfate.
was dispersed. After centrifugation, the polymer was placed into the reactor under stirring. The wet polymer is Polymer 1
It contained 0.30 parts by weight of liquid per part by weight. The temperature of the device is 40 in 20 minutes at an absolute pressure of 0.4 atm.
It was set to ℃. The solvent content in the polymer was reduced to a value of less than 0.2% by weight. At this point the device is set to a 0.7 atm gauge,
It was then heated at 145°C for 30 minutes. After this time had elapsed, the reaction mixture was rapidly discharged into an aqueous solution (200) containing 1% by weight of sodium carbonate. The suspension was kept under stirring at 80° C. for 20 minutes and then centrifuged. After washing completely with water until the washing water became neutral, the polymer was dried at 80° C. under reduced pressure. Thus, 19.92 kg of etherified polyoxymethylene was recovered. Regarding this, the measurements shown in Example 1 were carried out. The results of these measurements are shown in Table 1.
It is shown in column 2. Example 3 In the reactor of Example 1 under strictly anhydrous conditions
50Kg of crude polyoxymethylene with an intrinsic viscosity of 1.47dl/g was charged. After starting stirring, a liquid consisting of 7.5 Kg of triethyl orthoformate and 102.5 g of diethyl sulfate was sprayed from the top of the reactor. After stirring for 15 minutes at ambient temperature, the temperature was brought to 150° C. at a pressure of 1 atm gauge and the mixture was left under these conditions for 30 minutes. Then heat the device to 100℃ for 15 minutes.
and at the same time reduce the pressure to approximately 0.02 atm (absolute pressure)
It was lowered to . The drug was collected in a condenser placed downstream of the exchanger. The polymer was then released into an aqueous solution (200) containing 1.5% by weight ammonia. After stirring at 80-90°C for about 30 minutes, the suspension was centrifuged, the polymer was washed with water until the water became neutral, and it was dried under reduced pressure at 80°C. Thus, 49.6 kg of etherified polyoxymethylene was recovered. The properties of this product are shown in column P-3 in Table 1. Example 4 A crude polyoxymethylene obtained in the same manner as in Example 1 and having the following properties was etherified. ηe=1.84dl/g γ=0.19g/ml The reaction was carried out under strictly anhydrous conditions, 15Kg of polymer was mixed with 80 parts by weight of anhydrous cyclohexane, 20 parts by weight of isoamyl orthoformate and 0.40 parts by weight. of boron trifluoride etherified with diethyl ether. After centrifugation, the polymer was placed into a reactor under stirring. The powder contained 0.31 parts by weight of liquid for 1 part by weight of polymer. The temperature of the device was increased to 40℃ in 20 minutes at an absolute pressure of 0.6 atm.
The cyclohexane content of the polymer was thus reduced to less than 0.1% by weight. The device was then brought to a pressure of 1 atm gauge for 60 minutes.
Heated at 155°C. At the end of this time, the mixture is cooled to room temperature and
Transferred onto a filter strip, which was washed countercurrently with cyclohexane. Cyclohexane was used in an amount of 200% by weight based on the polymer. The released polymer had an orthoester content below analytically detectable levels (≦500 ppm). The polymer was then dissolved at the boiling point in cyclohexane containing 3% by weight of triethylamine (1:1 by weight).
4) was suspended for 2 hours. After centrifugation and further solvent washing, the polymer was dried at 80°C under reduced pressure. Thus, 14.25 kg of etherified polyoxymethylene was recovered, and the measurement results thereof are shown in column P-4 of Table 1 below. 【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 オルトエステルおよびオルトカーボネートか
ら選択した末端封鎖剤とアセタール重合体を反応
させることによりアセタール重合体の末端ヒドロ
キシル基をエーテル化する方法において、粉末の
形のアセタール重合体および液体の形の末端封鎖
剤の均質混合物を形成せしめ、上記アセタール重
合体は0.05〜0.8g/mlの見掛密度を有し、かつ
20〜500μの大きさを有する粒体の形とし、上記
末端封鎖剤はアセタール重合体1重量部について
0.01〜0.30重量部の量で、かつ重合体粉末の自由
流動特性を失わしめる量より少ない量とし、上記
混合物を70〜170℃の温度および末端封鎖剤を実
質的に液体の形で保つような圧力の下で5〜90分
間撹拌下に反応せしめ、反応生成物から末端封鎖
された重合体を回収することを特徴とする方法。 2 末端封鎖剤をアセタール重合体1重量部につ
いて0.02〜0.15重量部の量で使用する特許請求の
範囲第1項記載の方法。 3 上記均質混合物を不活性(非反応性)稀釈剤
中の溶液の形で末端封鎖剤と重合体を混合するこ
とによつて形成させ、末端封鎖温度以下の温度で
上記稀釈剤を除去する特許請求の範囲第1項また
は第2項記載の方法。 4 末端封鎖剤をメチルおよびエチルオルトホル
メート、エチルおよびメチルオルトアセテート、
およびエチルおよびメチルオルトカーボネートか
ら選択する特許請求の範囲第1項〜第3項の何れ
か一つに記載の方法。 5 末端封鎖反応をルイス酸から選択したエーテ
ル化触媒の存在下に行なう特許請求の範囲第4項
記載の方法。
[Scope of Claims] 1. A method for etherifying the terminal hydroxyl groups of an acetal polymer by reacting the acetal polymer with an end-capping agent selected from orthoesters and orthocarbonates, comprising: an acetal polymer in powder form and a liquid; forming a homogeneous mixture of endcapping agents in the form of , said acetal polymer having an apparent density of 0.05 to 0.8 g/ml, and
It is in the form of granules having a size of 20 to 500μ, and the above terminal capping agent is added per part by weight of the acetal polymer.
In an amount of 0.01 to 0.30 parts by weight, but less than the amount that would cause the polymer powder to lose its free-flowing properties, the mixture was heated at a temperature of 70 to 170°C and at a temperature such that the endcapper remained in substantially liquid form. A method characterized in that the reaction is carried out under pressure and stirring for 5 to 90 minutes, and the end-capped polymer is recovered from the reaction product. 2. The method according to claim 1, wherein the terminal blocking agent is used in an amount of 0.02 to 0.15 parts by weight per 1 part by weight of the acetal polymer. 3 A patent for forming such a homogeneous mixture by mixing an endcapping agent and a polymer in the form of a solution in an inert (non-reactive) diluent and removing said diluent at a temperature below the endcapping temperature. A method according to claim 1 or 2. 4 The end capping agent is methyl and ethyl orthoformate, ethyl and methyl orthoacetate,
and ethyl and methyl orthocarbonate. 5. The method according to claim 4, wherein the end-blocking reaction is carried out in the presence of an etherification catalyst selected from Lewis acids.
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