生产半芳族半结晶聚酰胺的方法_3

文档序号:9583193阅读:来源:国知局
[0047] 在加热时,可W将盐混合物保持在该固定溫度(例如130-200°C)下和在比该溫度 下水的饱和蒸气压低的压强下一段时间,从而允许去除盐中的任何水,例如结晶水(如果 有的话)。 W48] 如果步骤(C)中在大于200°C时采用溫度斜坡,则优选地W每分钟至多5°C的加热 速率提高溫度。通过限制溫升梯度,可W更好地控制反应速度和从缩合反应所引起的水生 成。
[0049] 将反应混合物保持在所述溫度范围内的溫度T-C下足够长的时间,W获得半芳族 半结晶聚酷胺。半芳族半结晶聚酷胺的存在可W借助DSC通过观察半芳族半结晶聚酷胺在 第一加热运行中的烙融峰来确定。同时,盐的缩合会进行高的转化率,运可W借助DSC通 过Tm-盐的吸热峰的消失或者很大程度上消失来证实。合适地,步骤C)后的转化率为至少 93%、优选地至少95%并且甚至更优选地至少98%。本文中"转化率"是指如表中所提到, 相对于理论重量损失的释放水的量,其来自由二胺和对苯二甲酸的完全缩合反应产生并完 全失去的水的计算重量。本文中,水是大于180°C释放的缩合水。其可W通过从反应器去除 缩合水、将水冷凝并收集它来测量。
[0050] 合适地,将混合物保持在所述溫度范围内的溫度T-C下至少1小时、优选地至少 1. 5小时或者甚至更优地2小时。较长的反应时间导致较高的转化率和较高分子量的聚酷 胺W及在较高溫度下进一步后缩合后材料的黏结的风险降低。
[0051] 还优选地,步骤(c)中混合物的溫度(T-c)被保持在比Τχ低至少5°C、更优选地 比Τχ低至少1(TC的溫度下至少1小时。其优点是,固态聚合中盐和聚合物粉末的黏结的 风险降低。T-C优选地被保持在从210°C到Tx-5°C范围内、更优选地从220°C到Tx-10°C的 范围内至少1小时。在Τχ为280°C的实施方式中,T-C优选地被保持在从230°C到275°C的 范围内、更优选地从240到270°C的范围内至少1小时。在Τχ为260°C的实施方式中,步骤 (C)中混合物的溫度灯-C)优选地被保持在从210°C到255°C范围内、更优选地从220°C到 250°C范围内至少1小时。较高的T-C最小溫度导致较高的缩合速度,而较低的T-C最大溫 度降低了盐和聚合物颗粒黏结的风险。
[0052] 将反应混合物适当地保持在反应溫度T-C下足够长的时间,W获得粘数(VN)为至 少15ml/g的半芳族半结晶。优选地,VN是至少25ml/g、更优选地至少40ml/g。本文中VN 是在96%硫酸化005g/ml)中在25°C下通过根据ISO307第四版的方法测定的。
[0053] 在根据本发明的方法中,二胺/对苯二甲酸盐的混合物可W包含缩聚催化剂。优 选地,缩聚催化剂是含憐催化剂,例如次憐酸钢。优点是聚合反应速度被进一步增强。可W 将催化剂添加到一种或多种盐中并与之混合或者添加到盐混合物中。或者,可W在盐制备 时将催化剂包含于盐中。催化剂适宜地W小量使用,例如用来限制盐烙点的降低,因而仍然 获得本发明的效果。应当限制用量,W使盐的烙融溫度保持至少26(TC、优选地至少27(TC。
[0054] 根据本发明的方法可W包含额外的步骤,其中从步骤(C)获得的半芳族聚酷胺进 行固态后缩合步骤(d),其中半芳族聚酷胺(具有大于Τχ的烙融溫度Tm-pol)被加热到大 于Τχ且低于Tm-pol的溫度(T-d),从而使半芳族聚酷胺进一步聚合并获得具有更高分子量 的半芳族聚酷胺。本文中,Τχ至少为260°C,并且适宜地至少270°C或者甚至至少280°C。
[0055] 如前文所提到,在步骤(C)中作为固体获得的半结晶半芳族聚酷胺可W是两种或 更多种半芳族半结晶聚酷胺的混合物。运些可W通过在第一加热过程中通常采用DSC所测 定的不同的烙融溫度来表现出来。在运种情况下,本文中Tm-pol被理解为最低烙融溫度。
[0056] 优选,T-d比Tm-poly小至少10°C、更优选地比Tm-poly小至少20°C,并且聚酷胺 被保持在所述溫度T-d下至少1个小时。较低的T-d最大值降低了聚合物颗粒黏结的风险。
[0057] 合适地,步骤(d)后获得的聚酷胺具有至少25ml/g、优选地至少40ml/g且更优选 地至少60ml/g的粘数(VN)。本文中VN是在96%硫酸化005g/ml)中在25°C下通过根据 ISO307第四版的方法测定的。
[0058] 聚合步骤(C)W及任选地步骤化)或(d)、或者步骤化)和(d)二者可W在惰性气 氛中进行。优选地,至少在步骤(C)中,混合物被保持在惰性气氛下。
[0059] 聚合步骤(C)W及任选地步骤化)或(d)、或者步骤化)和(d)二者、W及还任选 地步骤(a)可W在适合用于直接固态聚合方法的任何反应器中进行。反应器可W是,例如 静态反应器、逆流塔型反应器、旋转容器或机械揽拌反应器。
[0060] 在聚合步骤(C)中,水将会作为对苯二甲酸与二胺之间的缩合反应的产物而被产 生。反应是在高溫下在低于水的饱和蒸气压的压强下进行的。水蒸气可W来自结晶水的蒸 发,也可W来自盐的缩合反应所产生的水。适宜地,在聚合时,从反应器中去除水蒸气。优 点是,更容易使压强保持在低于水的饱和溫度。优选地,水蒸气压被保持在低于体系中总压 强的40%的水平、更优选地低于20%或者甚至低于10%的水平。还优选地,反应器中的压 强被保持在低于lObar或者甚至化ar绝对压强。运限制了所必需的反应器的壁厚度,从而 限制了工厂投资成本。
[0061] 在聚合步骤(C)中,一些二胺可W从一种或多种二胺/对苯二甲酸盐中释放出来。 运可W导致一定程度的二胺损失。但是,缩合反应和聚合物快速进行。为了保持TPA/DA比 例接近1的平衡来获得高分子量的聚酷胺,优选地限制二胺的损失,或者补偿损失的二胺。 合适的措施包括使用回流冷凝器W将二胺保留在反应器中;经由单独的入口回收二胺;或 者补充额外的二胺。
[0062] 在一个优选的实施方式中,步骤(C)是在反应器中进行的,其中在步骤(C)中盐缩 合时作为水蒸气而被产生的水与从一种或多种二胺/对苯二甲酸盐中作为二胺蒸气被释 放的二胺被至少部分地彼此分离,从而形成富含水的级分和富含二胺的级分,去除富含水 的级分,并将富含二胺的级分保留在反应器中或者再循环到反应器中。
[0063] 采用如下的实施例和对比实验来进一步说明本发明。
[0064] 连輪部分 阳0化]方法
[0066] 通过DSC方法测定曲巧聚合物的恪關温麼(Tm)巧恪關恰(Δ血)
[0067] 采用根据ISO11357-3(2011)的方法通过差示扫描量热法值SC)测定盐和聚合 物的烙融洽和烙融溫度,在第一加热循环中采用20°C/min的扫描速率,得到第一加热Tm。 在合适的情况下,为了测定结晶溫度和在第二加热循环中的结晶溫度,第一加热循环至多 380°C并且在380°下采用等待时间Omin,然后立即冷却。对于聚合物来说,还测定在冷却 运行时的结晶溫度(T-结晶)和在第二加热运行中的烙融溫度(第二加热Tm),在冷却循环 和第二加热循环中采用20°C/min的扫描速率。
[0068]粘撒(VN)
[0069] 根据ISO307第四版的方法测定粘数(VN)。使用预先干燥的聚合物样品用于测 量,其干燥是在高真空度(即小于50mbar)下在80°C下进行24小时。粘数的测定是在0. 5 克聚合物在100ml的硫酸96. 00 + 0. 15%m/m的浓度下在25. 00 + 0. 05°C下完成的。在25°C 下,使用从Schott获得的DIN-加belohde(参考号53020)测量溶液(t)和溶剂(to)的流 动时间。VN定义如下:
[0070]
阳07U 其中: 阳0巧VN=粘数,Wml/g计 [007引 t=样品溶液的平均流动时间,W秒计
[0074] t。=溶剂的平均流动时间,W秒计
[007引 C=浓度,Wg/ml计(=0. 005)
[0076] 摩尔比
[0077] 通过NMR测定在盐中和在聚合物中不同二胺的摩尔比。
[0078] 曲的制备 阳0巧]制备4T曲
[0080] 将178. 4g化02mol) 1,4-二氨基下烧和1650g去矿物质水的液体混合物填充到6 升Ξ颈烧瓶中。然后,在揽拌
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1