DE1645399C - Process for the production of linea ren polyesters - Google Patents
Process for the production of linea ren polyestersInfo
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Description
Aus Glykolen und Disäuren stammende lineare Polyester, die zu Fasern verstreckt werden können, sind bekann·. Als besonders interessant haben sich die Polyester, die aus Terephthalsäure und einem Glykol der allgemeinen Formel HO(CH2JnOH. in der η eine ganze Zahl zwischen 2 und 10 bedeutet, erhalten sind, und insbesondere das Polyäthylenterephthalat erwiesen.Linear polyesters derived from glycols and diacids that can be drawn into fibers are known. The polyesters obtained from terephthalic acid and a glycol of the general formula HO (CH 2 J n OH. In which η is an integer between 2 and 10, and in particular polyethylene terephthalate) have proven to be of particular interest.
Dieses letztere wird durch Polykondensation von Bis-U-hydroxyäthyl)-terephthalat unter vermindertem Druck bei erhöhter Temperatur erhalten. Dieses Monomere wird seinerseits im allgemeinen durch Umesterung von Äthylenglykol mit Dimethylterephthalat erhalten.This latter is reduced by polycondensation of bis-U-hydroxyethyl) terephthalate Preserved pressure at elevated temperature. This monomer in turn is generally through Transesterification of ethylene glycol with dimethyl terephthalate obtained.
Man kann es auch erhalten, indem man direkt Terephthalsäure mit Äthylenglykol oder /-.thyle: oxyd umsetzt.It can also be obtained by directly adding terephthalic acid with ethylene glycol or /-.thyle: oxyd implements.
In allen Fällen ist es für einen Ablauf der Reaktionen in verhältnismäßig kurzer Zeit erforderlich, in Gegenwart von Katalysatoren zu arbeiten.In all cases it is necessary for the reactions to proceed in a relatively short time, in the presence of catalysts to work.
Es μι bekannt, als Katalysatoren Metalle oder deren organische oder anorganische Derivate sowohl für die Umesterung als auch für die Polykondensation zu verwenden.It μι known to use metals or their organic or inorganic derivatives as catalysts both for the transesterification and for the polycondensation.
So wird beispielsweise zur Katalyse der Polykondensationsreaktion am häufigsten Antimonoxyd verwendet, doch besitzl. dieses den Nachteil, in Form eines Pulvers vorzuliegen, das in dem Reaktionsgemisch ziemlich wenig löslich ist, und es muß in verhältnismäßig hohen Mengen verwendet werden.For example, antimony oxide is most often used to catalyze the polycondensation reaction, but own this has the disadvantage of being in the form of a powder that is present in the reaction mixture is quite sparingly soluble and it must be used in relatively large amounts.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyestern durch Polykondensation von Bis-(oi-hydroxyalkyl)-terephthalaten oder deren Oligomeren in Gegenwart eines Polykondensationskatalysators, der ein Stickstoffatom enthält. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man als Polykondensationskatalysator Triäthanolamin verwendet.The invention relates to a method of manufacture of polyesters by polycondensation of bis (oi-hydroxyalkyl) terephthalates or their oligomers in the presence of a polycondensation catalyst containing a nitrogen atom. The procedure is characterized in that triethanolamine is used as the polycondensation catalyst.
Es ist bereits zur Beschleunigung dieser Polykondensationsreaktion die Verwendung eines Komplexes von Triäthanolamin mit Wismut bekanntgeworden, doch sind die erhaltenen Polymeren ein wenig gefärbt.It is already there to speed up this polycondensation reaction the use of a complex of triethanolamine with bismuth has become known, however the polymers obtained are a little colored.
Außerdem ist es bekannt, als Umesterungskatalysatoren tertiäre Amine, wie Trimethylamin, N-Äthylmorpholin oder N-Cyclohexyldiäthylamin, zu verwenden, doch müssen diese Amine vor der Polykondensation durch Verdampfen entfernt werden, um ein praktisch ungefärbtes Polymeres zu erhalten.It is also known as a transesterification catalyst to use tertiary amines such as trimethylamine, N-ethylmorpholine or N-cyclohexyl diethylamine, but these amines must be removed by evaporation prior to the polycondensation in order to achieve a to obtain practically undyed polymer.
Ferner sollen diese Amine vorzugsweise keine reaktionsfähigen Gruppen, wie beispielsweise insbesondere Hydroxylgruppen, tragen. Es war daher überraschend, daß das Triäthanolamin bei Verwendung als Polykondensationskatalysator gute Ergebnisse liefert und zu ungefärbten Polymeren führt, wie die Beispiele zeigen.Furthermore, these amines should preferably not have any reactive groups, such as, for example, in particular Hydroxyl groups. It was therefore surprising that the triethanolamine when used as a polycondensation catalyst gives good results and leads to uncolored polymers like the Examples show.
Der Schmelzpunkt des Triäthanolamins liegt bei etwa 20 bis 21°C, und das Triäthanolamin wird erfindungsgemäß vorzugsweise in flüssiger Form eingesetzt. The melting point of the triethanolamine is about 20 to 21 ° C, and the triethanolamine is according to the invention preferably used in liquid form.
Das Triäthanolamin ist mit dem Reaktions-,0 semisch völlie mischbar, und die zur Erzielung einer ausreichenden katalytischen Wirkung erforderliche Menee ist sehr gering, in der Größenordnung von 10 bis 500 Gewichtsteilen je Million, bezogen auf Dimethylterephthalat, und vorzugsweise von 50 bisThe triethanolamine is with the reaction, 0 semi-completely miscible, and the necessary to achieve a sufficient catalytic effect Menee is very small, on the order of 10 to 500 parts by weight per million based on dimethyl terephthalate, and preferably from 50 to
,, 250 feilen je Million.“250 files per million.
In denjenigen Fällen, in denen die Bis-(r.)-hydroxyalkylj-terephthalatedurch Umesterungz\>i;=heneinem Terephthalsäurediester und einem Glykol erhalten werden, wird der erfindungsgemäß verwendete PoIy-In those cases in which the bis (r.) - hydroxyalkylj-terephthalate by Transesterificationz \> i; = heneinem Obtained terephthalic acid diester and a glycol are, the poly-used according to the invention
kondensationskatalysator den Reaktionskomponenlen zugegeben, wenn die Umesterung beendet ist. im allgemeinen verwendet man auch einen üblichen ilmesterunsskatalysator, wie beispielsweise Calciumacetat. Mangan(II)-acetat oder Zinkacetat. Man arbei-condensation catalyst added to the reaction components when the transesterification is complete. in general, a conventional esterification catalyst such as calcium acetate is also used. Manganese (II) acetate or zinc acetate. Man work-
tei bei der üblichen Temperatur der Polykondensation, vorzugsweise bei 270 bis 290" C.part at the usual temperature of the polycondensation, preferably at 270 to 290 "C.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
In den" in der Tabelle I zusammengestellten Beispielen und Vergleichsversuchen wird die Polykon-The following examples illustrate the invention.
In the examples and comparative experiments compiled in Table I, the polycon-
densation in folgender Weise durchgeführt:densation carried out in the following way:
Man fuhrt zunächst in einem 10-1-Glaskolben die Umesterung zwischen 3298 g (17MoI) Dimethylterephthalat und 2635 g (42,5 Mol) Äthylenglykol in Gegenwart eines Umesterungskatalysators durch.You first run the in a 10-1 glass flask Transesterification between 3298 g (17MoI) dimethyl terephthalate and 2635 g (42.5 mol) of ethylene glycol in the presence of a transesterification catalyst.
Nach Abdestillieren des Methanols und des überschüssigen Äthylenglykols überführt man die Reaktionsmasse in einen Autoklav aus rostfreiem Stahl mit einem Fassungsvermögen von 7,5 1, der mit einem System zum Bewegen ausgestattet ist. Man setzt dannAfter the methanol and the excess ethylene glycol have been distilled off, the reaction mass is transferred in a stainless steel autoclave with a capacity of 7.5 liters, which is equipped with a System for moving is equipped. Then you bet
den Reaktionskomponenten, die sich bei einer Temperatur von etwa 23O0C befinden, den Polykondensationskatalysator in flüssiger Form oder in Suspension in Glykol im Falle von Antimonoxyd und 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymere, an Titan-the reaction components which are at a temperature of about 23O 0 C, the polycondensation catalyst in liquid form or in suspension in glycol in the case of antimony oxide and 0.5 weight percent, based on the polymer, of titanium
oxyd. suspendiert in Äthylenglykol zu. Man erhitzt die Reaktionsmasse anschließend unter Bewegen bei 250 C bei Atmosphärendruck, wobei man ständig Äthylenglykol abdestilliert. Man erhitzt dann von 2:"0 C auf die für die Polykondensation gewählte Temperatur T, wobei man fortschreitend den Druck in dem Autoklav auf 2,5 mm Hg herabsetzt. Schließlich fährt man in einer letzten Phase, die in der Tabelle I mit Polykondensationsphase bezeichnet ist, fort, den Druck bis auf 0,2 mm Hg herabzusetzen.oxide. suspended in ethylene glycol too. The reaction mass is then heated with agitation at 250 ° C. at atmospheric pressure, ethylene glycol being continuously distilled off. It is then heated from 2: "0 C to the temperature T selected for the polycondensation, the pressure in the autoclave being gradually reduced to 2.5 mm Hg continues to reduce the pressure to 0.2 mm Hg.
wobei man die Reaktionsmasse ständig bei der Temperatur T hält. Wie aus der Tabelle I ersichtlich ist, schwankt die Dauer dieser letzten Phase mit der Art and der Menge der Katalysatoren. Insbesondere zeigt der Vergleich der Beispiele 1 und 2 mit den Vergleichsversuchen A und B die Vorteile, die das Triäthanolamin gegenüber dem Antimonoxyd bietet: Die verwendete Menge ist viel geringer, die Polykondensationsphase verläuft viel rascher. In den beiden Fällen sind die Anzahl der endständigen Gruppen COOH und der Erweichungspunkt sehr ähnlich. Das Triäthanolamin bewirkt somit keine Verschlechterung des Polymeren, und seine katalytische Aktivität ist sehr rasch und beträchtlich.the reaction mass is kept at temperature T at all times. As can be seen from Table I, the duration of this last phase varies with the type and amount of catalysts. In particular, the comparison of Examples 1 and 2 with Comparative Experiments A and B shows the advantages that triethanolamine offers over antimony oxide: the amount used is much lower, and the polycondensation phase is much faster. In the two cases, the number of terminal groups COOH and the softening point are very similar. The triethanolamine thus does not deteriorate the polymer and its catalytic activity is very rapid and substantial.
phasePoK condensations 1
phase
! EGProperties of the
! EG
II.
I.
1I Gewichtsteile je Million an Metal! IMn. Sb. Ca. Zn) oder an Tnäthar-.ilamin. bezogen auf Dimethylterephthalat.
"' ^2 — Viskositätszahl, bestimmt bei 25 C mit einer Lösung mit I Gewichtsprozent je Volumen an Polymeren! in o-Chlorphenol.
I EG COOH = Anzahl der endständigen Gruppen COOH je Tonne polymeres. 1 I parts by weight per million of metal! IMn. Sb. Ca. Zn) or at Tnäthar-.ilamin. based on dimethyl terephthalate.
"'^ 2 - viscosity number, determined at 25 C with a solution with 1 percent by weight per volume of polymer! In o-chlorophenol.
I EG COOH = number of terminal COOH groups per ton of polymer.
Ί EP = Erweichungspunkt, gemessen durch Penetrometrie Idas Besiimmunasprinzip ist von O. B. E d c a r und E. E 11 e r v. J. Chem. Soc. 2633—263S [1952], angegeben I.Ί EP = softening point, as measured by penetrometry Ida Besiimmunasprinzip is OB e d c ar and E. E 11 he v. J. Chem. Soc. 2633-263S [1952], given I.
In den in der "tabelle II zusammengestellten Beispi' 'en 4 bis 7 wurde die Polykondensation nach der gle ,hen Arbeitsweise wie in den Beispielen 1 bis 3. jedoch in einem Autoklav nit einem Fassungsvermögen von 50 1 in Gegenwart von 0.5 Gewichtsprozent bezogen auf Polymeres, an Titanoxyd in Suspension in Glykol und an phosphorieer Säure bei 285'C durchgeführt.In the examples 4 to 7 compiled in table II, the polycondensation was carried out after the The same procedure as in Examples 1 to 3. but in an autoclave with a capacity of 50 l in the presence of 0.5 percent by weight based on polymer, on titanium oxide in suspension in glycol and on phosphoric acid at 285'C accomplished.
Aus der Tabelle II ist ersschtlich, daß die Polvkon-From Table II it can be seen that the polar con
densationsdauer und die Eigenschaften des Polymeren wenig in Abhängigkeit von der eingeführten Triäthanolaminmenge schwanken. Außerdem beeinflußt das Vorhandensein der phosphorigen Säure die Eigenschaften (Viskositätszahl, endständige Gruppen COOH. Erweichungspunkt) des Polymeren nicht merklich, doch ist d'e Polykondensationsdauer etwas erhöht.Densation duration and the properties of the polymer are little dependent on the amount of triethanolamine introduced vary. In addition, the presence of phosphorous acid affects the properties (Viscosity number, terminal groups COOH. Softening point) of the polymer not noticeable, but the duration of the polycondensation is somewhat increased.
Poiykondensationskaiaiysator Art ί Menge1)Poiykondensationskaiaiysator Type ί Quantity 1 )
Triäthanolamin desgl. desgl. dessl.Triethanolamine desgl. Desgl.
1I.:). 3). J) haben die gleichen Bedeutungen wie in Tabelle I. 5) Gewichtsprozent, bezogen auf Dimethylterephthalat. 1 I. :) . 3 ). J ) have the same meanings as in Table I. 5 ) Percentage by weight, based on dimethyl terephthalate.
50 100 250 50050 100 250 500
H, PO,H, PO,
Gehait?iGehait ? i
0.024
0.024
0.024
0.0240.024
0.024
0.024
0.024
Polykondensationsdauer Polycondensation time
2Std.3O
2 Std.25
2StdO7
2Std.2O2h30
2 hours 25
2h7
2h20
Eigenschaften des PolymerenProperties of the polymer
VZ2)VZ 2 )
0.68 0.68 0.68 0.680.68 0.68 0.68 0.68
EG COOH')EG COOH ')
2626th
25 22 2325 22 23
EP C)EP C)
259.5 260 262.5 261259.5 260 262.5 261
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Polymeren sind sehr weiß und besitzen insbesondere eine sehr große Wärmebeständigkeit, die ebenso gut ist. wie diejenigen der mit AiUimonoxyd erhaltenen Polymeren.The polymers obtained by the process according to the invention are very white and in particular have a very high heat resistance that is just as good. like those with aluminum oxide obtained polymers.
Es wurden Wärmebehandlungs-Vergleichsversur.heComparative heat treatment tests were carried out
bei 185C an der Luft während 10 Stunden an mit Antimonoxyd erhaltenen Polymeren und an nach den in den Beispielen 4 bis 7 in der Tabelle II erläuterten erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Polymeren durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle III zusammengestellt.at 185C in air for 10 hours on polymers obtained with antimony oxide and on after the polymers obtained in Examples 4 to 7 in Table II illustrated processes according to the invention accomplished. The results obtained are shown in Table III.
der Eigenschaftenmodification
of properties
'). ') und ') haben die gleichen Bedeutungen wie in den Tabellen I und'). ') and ') have the same meanings as in Tables I and
Es wurden auch bei dem Poh nieren S'.ick^loffbestimmungen mil einer Genauigkeit von 10° ο durchgeführt, die zeigten, daß sich das gesamte eingeführte Triäthanolamin in dem Polymeren wiederfindet. Trotzdem sind die Polymeren ungefärbt, wie bereits erwähnt wurde. In der folgenden Tabelle IV sind diese Ergebnisse zusimmengestellt.In the case of puncturing, too, S'.ick ^ loff determinations were made carried out with an accuracy of 10 ° ο, which showed that all of the triethanolamine introduced was found in the polymer. Nevertheless the polymers are uncolored, as already mentioned. In the following Table IV these are Results collated.
Eingeführtes Tnäthanolami'
Menae'iIntroduced Tnethanolami '
Menae'i
100
250100
250
Durch AnahseBy anahse
gefundenes Triethanolaminfound triethanolamine
Menge: ιQuantity : ι
UO
230UO
230
bmgerührtes Triethanolamin
Menue'ibm-stirred triethanolamine
Menue'i
Durch Anal} seBy anal} se
gefundenes Triäthanolaminfound triethanolamine
Menge11Quantity 1 1
500
hat die deiche500
has the dykes
480480
Bedeutung wie in den T.ibdlen 1. II und III.Meaning as in T.ibdlen 1. II and III.
Schließlich haben Spinn- und Verstreckungsversuche gezeigt, daß aus nach dem erfindungsgemäßen .υ Verfahren erhaltenen Polymeren Fäden mit normalen Eigenschaften erhalten wurden.Finally, spinning and drawing tests have shown that according to the invention .υ process obtained polymeric threads with normal Properties were obtained.
So betrug beispielsweise für einen Faden mit einemFor example, for a thread with a
Titer von 45 den. 22 Einzelfäden, der bei 285' C mit einer Geschwindigkeit von 900 m min gesponnen und auf einen Grad von 3.6 verstreckt worden war. die Festigkeit in g den 4.60 für eine Dehnung von 24 VTiter of 45 den. 22 monofilaments, which at 285 'C with was spun at a speed of 900 m min and drawn to a degree of 3.6. the Strength in grams of 4.60 for an elongation of 24 V.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR38923 | 1965-11-18 | ||
| FR38923A FR1490477A (en) | 1965-11-18 | 1965-11-18 | Preparation of linear polyesters, in particular derived from terephthalic esters |
| DES0107023 | 1966-11-18 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1645399A1 DE1645399A1 (en) | 1970-07-30 |
| DE1645399B2 DE1645399B2 (en) | 1972-08-31 |
| DE1645399C true DE1645399C (en) | 1973-04-05 |
Family
ID=
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