Способ получения полиэфиров

Способ получения полиэфиров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсммк

Социалнстнческмк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С 08 G 63/34 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет— до делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.00.80. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 25.09.80 (53) УДК 678.674 (088.8) Е. A. Штокарева, В. Г. Лундина, B. И. Миллер,, В. А. Переляев, Л. И. Курникова, А. И. Тарасов и Г. П. Швейкин - ÌÖ " .(. ; Г>»

Qjg j P) 1- ъ - ю, 1 ) ф . 1 (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель

Институт химии Уральского научного центра AH СССР (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИЭФИРОВ!

Изобретение относится к области получения линейных полиэфиров, используемых для производства волокон, пленок и.цля других целей.

Известны способы получения полиэфиров, в том числе полиэтилентерефталата, птзликонденсацией цикарбоновых кислот или их диалкиловых эфиров и алкиленгликолей в присутствии катализаторов - сме сей или сплавов сурьмы или висмута и то цинка, кадмия и/или марганца и/или щелочных и шелочноземельных металлов $1), сплава сурьмы, свинца и цинка g2).

Недостатком этих способов является необходимость использования более однот5 го катализатора, что усложняет процесс и отрицательно сказывается на качестве процукта, получаемые полиэфиры имеют устойчивую окраску.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения.полиэфиров взаимодействием. дикарбоновых кислот или их эфиров с ал киленгликолями в присутствии свежеприготовленной частично гидратированной двуокиси титана )3).

Недостаток этого способа заключается в том, что катализатор необходимо приготавливать непосредственно перед проведением процесса синтеза полиэфиров, катализатор получается многостадийным способом и нестабилен по составу, что приводит к получению нестабильных по свойствам полиэфиров.

Цель данного изобретения - упроше», ние процесса синтеза полиэфиров.

Это достигается тем, что при получении полиэфиров путем взаимоцействия дикарбоновых кислот или их диалкиловых эфиров с алкиленгликолями в качестве катализатора используют соединение титана обшей формулы Т и О „,, где тт=3-7, в количестве 0,01-0,5% отвеса дикарбоновой кислоты или эфира.

Применение указанного соединения (оксида титана) позволяет исключить стадию предварительного получения катализатора непосредственно перед провецеПример 4. В реакционный сосуд, 35 описанный в примере 1, загружают 10 г . (0,06 моля) изофталевой кислоты, 3,7 г (0,06 моля) этиленгликоля и 0,01 г о (0,1 вес.%) Т1 0 . При 190-.220 С в течение 40 мин отгоняется 95% теоре40 тического количества воды. Процесс завершают в течение 30 мин при остаточном давлении в системе 1 мм рт. ст.

Получают полиэтиленизофталат в виде смолы желтого цвета затвердев..ющей

0 при охлаждении с т. ил. 98-100 С.

Пример 5, В реакционный сосуд, описанный в примере 1, загружают 10 г (0,05 моля) ДМТ, 6,4 (0,1 моля) этиленгликоля и 0,05 г (О,". вес.,4 оТ ДМТ)

Т 4 0 . Hpouecc ведут кяк в примере 1.

Стадия переэтерификации завершается в течение 100 мин при 198-220 С.

Стадия поликонденсяции завершается в

55 течение 75 мин в температурном интервале 220-270 С. Слегка окрашенный полиэтилентерефталат, способный к нитеобразованию имеет (g ) (. I и т, ил.

250 С. о

3 76529 нием синтеза иолиэфпра. Синтез самих полиэфиров не требует применения атмосферы азота. Кроме того, оксиды титана получают оцностадийным способом (4) е и они являются устойчивыми и стабиль5 ными по составу.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Дикарбоновую кислоту или ее циалкиловый эфир, за исключением .произвоцных 10 терефталевой кислоты, и алкиленгликоль

B мольном соотношении 1:1 загружают в реактор, снабженный мешалкой, цефлегматоpом, холодильником и приемником.

К смЕси добавляют оксиц титана . 15 (Т 0 „„) в количестве 0,01-0,5 вес.7 от кислотйого компонента. Оптимальное количество катализатора составляет

0,05-0,1 вес.%, Синтез линейных полиэфиров осуществляется при 190-220 С и нормальном давлении. В результате реакции отгоняется 95/o теоретического количества воцы или алканоля. Затем давление в системе снижают цо 1 мм рт.ст. цля завершения реакции . Продукт, сыапя светло-желтого или желтого цвета.

Общее время процесса 70-150 мин.

В случае получения полиэфиров на основе произвоцных телефтялевой кислоты и алкиленгликопей процесс вецут слецующим образом.

В реактор, описанный выше, за гружают диметиловый эфир терефталевой кислоты и алкиленгликоль в мольном соотношении 1:2 и катализатор — оксид титана (Т О „) в количестве 0,01-0,5 вес. .4

И 2 И-4

О от циметилтерефтялата. При 190-220 С отгоняется теоретическое количество метанола. Затем проводят поликонденсацию полученного бис-(гликоль>«терефтялата при постепенном повышении температуры с 220 до 280 С и понижении давления о в системе до 1 мм рт. ст. Продукт реакции - бесцветный или слегка окрашенный полимер. с температурой размягчения о

257-260 С и характеристической вязкостью 0,64-0,74. Общее время процесса 175-190 л<ин.

Пример 1. В стеклянный реактор, снабженный мешалкой, цефлегмятором, холодильником и приемником цля сбора низкомолекулярных процуктов реакции, помещают 10 г (0,05 моля) циметилтерефталата (ДМТ), 6,4 г (0,1 моля) этиленгликоля и 0,05 r (0,05 вес.% от

LlMT) T>>О . При 210оС в течение

2,5 ч отгоняется теоретическое количество метанола. Зател давление в системе понижают цо 1 мм рт. ст., я температуру

0 4 о повышают цо 280 С, ировоцят стадию поликонценсации в течение 30 мин. Получают практически бесцветный, способный к нитеобрязовянию полимер с температурой размягчения 259-260 С и характеристической вязкостью 0,64.

Пример 2. В реакционный сосуд, описанный в примере 1, загружают 10 г (0,05 моля) диметиладипината, 8,6 r (0,057 моля) триэтиленгликоля и 0,005 г (0,05 вес.о/о ) Т1 0 . При 190-220 С в течение 2 ч отгоняется 95% теоретического количества метанола. Затем цавление в системе снижают до 1 мм рт. CT и в течение 30 мин завершают процесс синтеза политриэтиленгликольадипината.

Получают светло-желтую смолу с гицроксильным числом 84,1 мг КОН/г, числом омыления 419 мг КОН/г.

Пример 3. В реакционный сосуд, описанный в примере 1, загружают 10 г (0,05 моля) ДМТ, 6,4 г (О, 1 моля) этиленгликоля и 0,05 г (0,5 вес.% от

11TH) Т . 04 . Процесс ведут как в примере 1. При 199-220 С за 150 мин выделяется теоретическое количество метанола. Затем B температурном интервале 220-280 С и давлении 3 мм рт,ст. в течение 35 мин проходит стадия поликонденсации. Слегка окрашенный полиэтилЕнтерефтялят тянется в тонкие элас7 тичные нити и имеет fV) 0,452 и т. пл. 253 С.

90 4 качестве катализатора устойчивого и стабильного по составу оксида титана общей формулы Ti>0>, где и =3 7, позволяет упростить йроцесс, так как исключается необходимость папучення катализатора непосредственно перед проведением процесса синтеза полиэфиров.

Способ получения полиэфиров путем взаимодействия дикарбоновых кислот ил, их диалкиловых эфиров с алкиленгликоля ми в присутствии катализатора, о т л ц

l ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса, в качестве катали затора используют соединение титана об щей формулы % И 0 „„, гце И 3-7, в количестве 0,01-0,8% от веса дикарбоновой кислоты или эфира.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СССР Х 346877, кл. С 08 G 63/34, 15.12.68.

2. Патент США М 3651016, кл. 260-75, опублик. 21.03;72.

3. Патент США % 3463742, кл. 252-430, опублик. 26.08.69 (прототип).

4. Взаимодействие углерода с тугоплавкими металлами. Под редакцией

Г. В. Самсонова. М.,"Металлургия,"

1974. с. 179-182.

5 7652

Пример 6. В реакционный сосуд, описанный в примере 1, .загружают 10 г (0,057 моля) диметиладипината, 10 г (0,057 моля) 1,10-декандиола и 0,01 r (0,1%) Т1 0, 95% теоретического количества метанола отгоняется при

190-220 С в течение 1 ч. Завершение о реакции проводят в течение 30 мин при о

220 С и остаточном давлении в системе 1 мм рт. ст. Получают белый поли- <в Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я мер с гидроксильным числом 270 мг

KOH/г, числом омыления 192 мг KOH/г.

Пример 7. В реакционный сосуд, описанный в примере 1, загружают 10 r диметилтерефталата э,4 r этиленгликоля и 0,001 г (0,0 с)Ti Og . Процесс

Ф вецут как описано в +ýèìåðå 1. Получают светло-желтый полиэтилентерефталат с т. пл. 257 С и (1 0,78.

Пример 8. В реакционный сосуц, описанный в примере 1, загружают 10г (0,05 моля) .QMT, 6,4 г (0,1 моля) этиленгликоля и 0,05 r (0,5 вес.% от

llMT) Т1 0 . Процесс вецут как в примере 1. Стадия переэтерификации завершается в течение 150 мин .при 197о

220 С, стация поликонденсации — в течение 40 мин при 220-280 С и остаточном давлении в системе 3 мм рт. ст.

Слегка окрашенный полимер, способный к нитеобразованию, имеет gg g 0,408 и т. пл. 260 С.

Предложениый способ получения ли- нейных полиэфиров с использованием в

Составитель. И. Чернова

Редактор В, Голышкина Техрец Н.Бабурка Корректор М. Вигула

Заказ 6447/26 Тираж 549 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4