142932. lajstromszámú szabadalom • Eljárás poliészterek előállítására
Megjelent: 1956. évi április hó 1-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMILEÍRÁS 142.932. SZÁM , 39. c. OSZTÁLY - Je-97. ALAPSZÁM Eljárás poliészterek előállítására Imperial Chemical Industries Limited cég, London A bejelentés napja: 1954. augusztus 28. Nagybritanniai elsőbbsége: 1953. augusztus 31. (Pótszabadalom a 139 946 sz. szabadalomhoz.) A találmány észterek előállítására vonatkozik tereftálsavból és etilénoxidból. A 139 946. sz. szabadalomban eljárást javasoltunk bisz-(beta-oxietil)-tereftálát előállítására tereftálsavból és etilénoxidból, melynek értelmében e vegyületeket vizes közegben csekély mennyiségű tereftalát jelenlétében hozzuk reakcióba. A tereftar látót kismennyiségű nátriumhidroxidnak hozzáadásával állíthatjuk elő. E reakció melléktermékeként etilénglikol keletkezik és a kitermelés nem nagy. A 139 964. sz. szabadalomban leírt eljárásban a reakcióelegyben tekintélyes mennyiségű víz is van jelen. Azt találtuk, hogy a reakció hatásfokát nagymértékben fokozhatjuk, ha a jelenlévő víz mennyiségét korlátozzuk. A találmány értelmében azzal javítjuk a hiszti beta-oxietil)-teref talátnak tereftálsav és etilénoxid vizes közegben és tereitalát jelenlétében végrehajtott reakciójával való előállítását, hogy a víznek a tereftálsavhoz való mólarányát úgy állítjuk be, hogy az induláskor a 10:1 arányt ne haladja meg. Az alábbi példa megvilágítja az eljárást anélkül, hogy a találmány tárgyát e példára korlátoznánk. A részek súlyrészeket jelentenek. Példa. 498 rész teref tálsavat, 20 rész nátriumhidroxidot és 450 rész vizet autoklávban összekeverünk, miközben a hőmérsékletet 92,5 C°-ra növeljük. A hőmérsékletet 92—94 C° között tartjuk és percenként 6 rész etilénoxidot adunk hozzá. Az autoklávban a nyomás kb. 16 perc múlva a maximális 5,9 kg/cm2 értékre növekszik. Az etilénoxid adagolását mindaddig folytatjuk, amíg 332 részt nem vezettünk be és a nyomás 3,6 kg/cm2 értékre nem csökken. A reakciót még további 14 percig engedjük folyni, amikoris a nyomás kb. 1,9 kg/cm2 . Ezután a szelepet kinyitjuk és a reakcióelegyet szűrőre fúvatjuk le. Az elkülönülő változatlan tereftálsavat (54 rész) kevés vízzel kimossuk és a leszűrt oldatot a mosóvízzel együtt lehűlni hagyjuk. A kikristályosodó nyersterméket elkülönítjük, kévés vízzel megmossuk és megszárítjuk. 475 rész terméket kapunk. A nyersterméket 30% koncentrációig és kb. 90 C°-ra való melegítés közben vízben oldjuk, majd a jelenlévő savanyú termék .semlegesítéséhez szükséges mennyiséget meghaladó kalciumkarbonáttal kavarjuk és a változatlan kalciumkarbonátot az oldhatatlan kalciumsókkal együtt elkülönítjük. A tiszta termék lehűlésekor bisz-(beta-oxietil)-tereftálát kristályosodik ki, melyet szűréssel elkülönítünk és vízzel kimossuk. Az anyag olvadáspontja 109 C°, mennyisége 430 rész. Ha változatlan reakciói eltételek mellett 332 rész teref tálsavat 245 ré&z etilénoxiddal 800 rész vízben hozunk reakcióba 20 rész nátriumhidroxid jelenlétében, vagyis a 139 946. sz. szabadalomban leírt arányokat használjuk, 317 rész nyersterméket kapunk és 38 rész tereftálsav változatlanul visszamarad. Tisztítás után az eredmény 227 rész bisz(beta-oxietil)-tereftalát, melynek olvadáspontja 109 C°. A két eljárás által elérhető eredmény a következő táblázat szerinti összehasonlításból tűnik ki: Teref tál- Etilén- Víz NaOH Tiszta sav oxid termék 1. elj. 100 66 90 4 86 2. elj. 100 74 240 6 68 Mindkét esetben a különféle reakciókomponensek a kiindulási elegyben a tereftálsav 100 részére vannak megadva, hogy az összehasonlítás egyszerű legyen. A találmány szerinti eljárás előnye világosan kitűnik abból, hogy ha 100 rész tereftálsavra kevesebb mennyiségű vizet veszünk, 86 rész • bisz-(beta-oxietil)-tereftaláltat nyerünk szemben a 68 résszel, amikor nagyobb mennyiségű víz van jelen. A termelés továbbá fokozódik, ha kisebb mennyiségű etilénoxidot és kevesebb tereftalátót alkalmazunk a kiindulási elegyben, mint amenynyi a korábbi eljárásban szükséges volt. A kisebb mennyiségű etilénoxid viszont csökkenti az etilénglikol alakjában jelentkező veszteséget, így pl. az etilénglikol alakjában jelentkező etilénoxid veszteség a két eljárásban 14 rész, illetve 19 rész 100 rész tereftálsavra vonatkoztatva. A víz és tereftálsav mólaránya nem haladhatja meg a 10:1 értéket. Ennél alacsonyabb természetesen lehet és 8:1 arány előnyösnek mutatkozik. Ez arány alatt a tereftálsavnak a vizes közegben való diszpergálása nehézzé válik.
