149347. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és katalizátor béta-aminokaprolaktám polimerizációjához
Megjelent: 1962. április 30. MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG #^% •sir "Sí-SZABADALMI LEÍRÁS ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL 149.347. SZÁM 39. c. OSZTÁLY — SÉ—1030. ALAPSZÁM *~^^^ — —'• — —g -~••^^ g*^"—"^ggggt1 ' •- •, - •'•••-"— SZOLGALATI TALÁLMÁNY Eljárás és katalizátor « -aminokaprolaktám polimerizációjához Szerves Vegyipari és Műanyagipari Kutató Intézet, Budapest Feltalálók: Geleji Frigyes, Szafner Alfréd, Budapest A bejelentés napja: 1960. december 13. Az eljárás textilipari szálképzésre alkalmas polikaprolaktám előállításával foglalkozik, melynél katalizátorként a kaprolaktámnak és több-bázisú szervetlen, savaknak vegyületeit alkalmazzuk. Ismert tény, hogy az í ^aminokaprolaktám polimerizálható vegyület. Ipari célokra a polimerizációt általában víz, vagy vizet leadó katalizátorok jelenlétében 250 C°-on hajtják végre. A polimerizáció sebessége a víz, ill. vizet leadó katalizátor mennyiségével arányos, de a leggyorsabb polimerizáció esetében is, ahhoz, hogy a polimerizációs rendszer elérje a végső egyensúlyi állapotot 14—16 óra szükséges, 5 súly%-nál több katalizátor már nem gyorsítja a polimerizációt, azonkívül, ha a katalizátor hexametiléndiammóniumadipát, akkor az 5% felett alkalmazott mennyiség mint" keverék kopoliamidot eredményez, melynek egyes tulajdonságai pl. az olvadáspontja a tiszta polifcaproamidnál alacsonyabb. Régebbi kísérleti eredményeink (a Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Tudományok Osztályának Közleményei 14. kötet, 3. szám, 287. oldal) már bizonyították, hogy az ortofoszforsav sikeresen alkalmazható kaprolaktám polimerizációjának katalizálására. Mint kimutattuk a reakcióban az ortofoszforsav nemcsak katalitikus, de Lánczáró hatást is kifejt. A szálképzés céljainak legjobban megfelelő tulajdonságú polimer előállításához 1 mól kaprolaktámhoz 1/100—1/200 mól ortofoszforsavat kellett felhasználni. Ez a meny-, nyiség 8—10 órás polimerizációs időt tett lehetővé, ami az egyéb víz, vagy vizet leadó katalizátorok alkalmazásánál szokásos 18—24 órás polimerizációs időkkel szemben már jelentős eredmény. Újabb kísérleteink azt bizonyitják, hogy az ortofoszforsav katalitikus és lánczáró hatása nagymértékben felfokozható, ha az ortofoszforsav helyett az ortofoszforsav kaprolaktámmal képezett vegyületét készítjük el, és azt adagoljuk a polimerizálni kívánt kaprolaktámhoz. Hasonló hatás figyelhető meg 'más szervetlen savak esetében is, melyek a kaprolaktáminal vegyület képzésére ké-' pesek. Ilyen hatást figyeltünk meg a pirofoszforsav ortopiro és metaarzénsav és orto-, ill pirobórsav kaprolaiktámmal képezett vegyülete esetében is. Ez a megfigyelés nemcsak azért jelentős, mert ezáltal az említett savak alkalmazandó mennyisége csökkenthető, mivel kisebb mennyiségű katalizátor épp olyan hatásos, mint a nagyobb mennyiségben tisztán' alkalmazott foszforsav. A katalizátor nagyobb aktivitása folytán a polikaproamid, mely a kaprolaktám valamilyen előbb említett sav vegyülete segítségével nyert előállítást, jelentősen kevesebb szervetlen savat tartalmaz s ezáltal hamutartalma is jelentősen kisebb, miáltal a szálképzés követelményeinek megfelelő minőséget ér el. Kísérleteink során sikerült kaprolaktámból és az említett savakból előállítanunk egy kristályos vízoldható vegyületet, melyben a kaprolaktám és említett savak közötti arány 1:5—3:1 mólarányú lehet, de célszerűen 1:1 és 1:2 mólarány közötti. A pontos összetétel az előállítás körülményeivel szabályozható és az az előállított szál minőségére hatással lehet. Példák: 1. példa: 250 ml benzolban feloldunk 120 g kaprolaktámot s ehhez 115 g 85%-os ortofoszforsavat. Az elegyet visszafolyó« hűtő alatt fél órán keresztül forraljuk, majd elválasztjuk a felső benzoics réteget. Az alsó rétegből lehűlés után ki-
