DE1223100B

DE1223100B - Herstellen von Faeden oder Fasern aus Polyamiden

Info

Publication number: DE1223100B
Application number: DEF39016A
Authority: DE
Inventors: Dr Bela V Falkai; Dr Guenther-Ernst Nisch; Dr Otto Unger; Dr Hugo Wilms
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1963-02-14
Filing date: 1963-02-14
Publication date: 1966-08-18
Also published as: GB1021319A; NL6401278A; FR1382616A; CH425082A; US3328359A; BE643732A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WWTIm PATENTAMT Int. α.:

DOIf

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 29 b-3/60

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

F 39016IV c/29 b
14. Februar 1963
18. August 1966

Polyamide werden bekanntlich durch Polymerisation von Lactamen oder durch Polykondensation von Diaminen mit Dicarbonsäuren oder ihren amidbildenden Derivaten hergestellt.

Um die Anfärbbarkeit der Polyamide mit sauren Farbstoffen zu verbessern, ist es bereits bekannt, Ν,Ν-Dialkyl-alkylendiamine, wie z. B. Ν,Ν-Dimethylhexamethylendiamin, in das Polyamidmolekül einzubauen. An einem Kettenende befinden sich dann tertiäre Aminogruppen, die die Anfärbbarkeit mit sauren Farbstoffen erleichtern. Es wurde auch schon beschrieben, Ν,Ν'-Aminoalkylenpiperazine mit Dicarbonsäuren mit Polyamiden zu kondensieren. Weiterhin ist es bekannt, die Anfärbbarkeit der Polyamide mit sauren Farbstoffen dadurch zu verbessern, daß endständige tertiäre Aminogruppen in das Polyamidmolekül eingebaut werden.

Die tertiäre Aminogruppen enthaltenden Verbindungen befinden sich nach dem Einbau in das Polyamid am Ende der Polymerkette. Um zu hochpoly- ao meren Amiden mit Fadenziehvermögen zu gelangen, bedarf es sehr hoher Molekulargewichte, und es ist daher verständlich, daß durch größeren Einbau der obenerwähnten Kettenabbrecher die Molgewichte stark gesenkt werden. Die Folge ist, daß das Fadenziehvermögen erheblich herabgesetzt wird bzw. ein Schmelzspinnen infolge zu geringer Viskosität absolut verlorengeht.

Eine weitere Folge ist, daß durch den beschränkten Zusatz an Kettenabbrecher die Intensität der An-Herstellen von Fäden oder Fasern aus Polyamiden

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,

Leverkusen

Als Erfinder benannt:

Dr. Otto Unger,

Dr. Günther-Ernst Nisch,

Dr. BeIa v. Falkai, Dormagen;

Dr. Hugo Wilms, Leverkusen

färbung nur gering gesteigert werden kann. Außerdem bewirken die Zusätze an Aminen bei der Polykondensation sehr häufig eine Verfärbung der Schmelze nach Gelb, so daß keine Fasern bzw. Seide für den textlien Gebrauch erhalten werden können.

Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zum Herstellen von Fäden oder Fasern durch Schmelzspinnen von Polyamiden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man Polyamide verspinnt, die aus üblichen polyamidbildenden Ausgangsstoffen, die zusätzlich bis zu 25% ihres Gesamtgewichtes an Ammoniumsalzen der allgemeinen Formel

[⁺NH₃ —

^R f

N — (CH₂), — N — — NH₃ ⁺

OOC —

₂, — COO"".

— R bedeutet Alkyl oder Cycloalkyl, χ und y ganze Zahlen von 2 bis 12 — enthalten, polykondensiert worden sind.

Die basischen mehrwertigen Amine erhält man z. B. durch Einwirkung von Acrylnitril auf N,N'-alkylierte Alkylendiamine. Die zunächst gebildeten Zwischenprodukte werden dann einer Hydrierung unterworfen. Als Ν,Ν'-alkylierte Alkylendiamine seien N,N'-Dimethyläthylendiamin, Ν,Ν'-Dimethyltetramethylendiamin, Ν,Ν'-Dibutylhexamethylendiamin, N,N'-Dicyclohexylhexamethylendiamin genannt.

Die so hergestellten Tetramine werden mit Dicarbonsäuren in die Ammoniumsalze übergeführt. Diese Ammoniumsalze werden mit Lactamen oder den bereits für die Polyamidherstellung bekannten Ammoniumsalzen aus Diaminen und Dicarbonsäuren mischkondensiert. Lactame sind z. B. Pyrrolidon, Piperidon und Caprolactam sowie ihre C-Alkylierungsprodukte. Für die Mischkondensation geeignete Diamine und Dicarbonsäuren sind z. B. Äthylendiamin, Tetramethylendiamin, Pentamethylendiamin, Hexamethylendiamin, Octamethylendiamin, Dekamethylendiamin sowie die bereits genannten Alkylendicarbonsäuren.

Die Polykondensation selbst wird wie üblich bei Temperaturen oberhalb 180°C, vorzugsweise zwischen 220 und 26O⁰C, durchgeführt.
Um die Anfärbbarkeit mit sauren Farbstoffen wesentlieh zu verbessern und ein gleichmäßiges Aufziehen zu erreichen, werden 0,1 bis 25 % der genannten Ammoniumsalze in die Polyamide mit eingebaut.

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Beispiel 1

A. Herstellen der Ausgangsprodukte

a) NjN'-Drmethyl-NjN'-di-y-aminopropyl-äthylendiamin

88 Teile N₅N' - Dimethylendiamin werden bei Raumtemperatur unter Rühren nach und nach mit 110 Teilen Acrylnitril versetzt. Dabei tritt eine exotherme Reaktion ein. Wenn 60 bis 80⁰C erreicht sind, hält man die Temperatur durch Kühlung konstant. Nach vollständiger Zugabe des Acrylnitrils wird noch 1 Stunde bei 8O⁰C nachgerührt. Anschließend wird das überschüssige Acrylnitril im Vakuum abgezogen. Ausbeute: 190 Teile.

300 Teile dieses Adduktes werden durch Zusatz von 300 Teilen Tetrahydrofuran, 100 Teilen flüssigen Ammoniaks und 45 Teilen Raney-Kobalt bei 80 bis 100°C und 120 bsi 150 atü Wasserstoff hydriert. Nach dem Erkalten wird vom Raney-Kobalt abfiltriert und im Vakuum eingedampft.
Kp. 0,01 mm: 93°C, Ausbeute: 290 Teile.

b) 195 Teile dieses Tetramins werden in 195 Teilen Alkohol gelöst und mit einer Lösung von 146 Teilen Adipinsäure in 500 Volumteilen Alkohol versetzt. Es entsteht eine klare Lösung. Durch Fällung mit Äther erhält man zunächst ein zähes Öl, das bald durchkristallisiert. Ausbeute: 330 Teile des Diammoniumsalzes.

c) Kondensation des Adipats aus 1 b) mit Caprolactam: 5 Teile des Adipats werden mit 85 Teilen Caprolactam und 10 Teilen ε-Aminocapronsäure unter Überleiten von reinem Stickstoff und Rühren langsam auf 240 bis 250⁰C erhitzt. Ab 200°C beginnt die Polymerisation und Kondensation. Insgesamt läßt man diese Reaktion 14 bis 16 Stunden bei 240 bis 250° C ablaufen. Es entsteht eine hochviskose Schmelze, deren relative Viskosität 2,55 beträgt.

B. Das erfindungsgemäße des unter A hergestellten Polyamids

Nachdem Zerkleinern wird das Polyamid bei 235° C aus der Schmelze versponnen. Die entstandenen Fäden und Fasern lassen sich mit sauren Farbstoffen leicht und gleichmäßig anfärben.

Beispiel 2

a) 10 Teile des Adipats aus Beispiel 1 b) werden mit 10 Teilen e-Aminocapronsäure und 80 Teilen Caprolactam unter Rühren und Überleiten von Stickstoff so lange auf 24O⁰C erhitzt, bis eine relative Viskosität von 2,5 erreicht ist. Man drückt die Schmelze aus dem Autoklaven als Draht ab und zerkleinert ihn sofort.

b) Das Polyamid wird dann bei 230⁰C aus der Schmelze zu Fäden versponnen, die sich durch saure Farbstoffe gleichmäßig anfärben lassen.

Beispiel3

A.

a) NjN'-Diisobutyl-NjN'-di-y-cyanoäthylhexamethylendiamin

ίο 228 Teile Ν,Ν'-Diisobutyl-hexamethylendiamin werden nach und nach unter Rühren mit 120 Teilen Acrylnitril versetzt. Durch Kühlung sorgt man dafür, daß 60 bis 80⁰C nicht überschritten werden. Man heizt noch 1 Stunde bei 8O⁰C nach und zieht das überschüssige Acrylnitril dann im Vakuum ab. Ausbeute 330 g.

b) 330 Teile dieses Adduktes werden nunmehr unter Zusatz von 300 Teilen Tetrahydrofuran, 100 Volumteilen flüssigem Ammoniak und 50 Teilen Raney-Kobalt bei 80 bis 100⁰C unter Wasserstoff von 100 bis 150 atü hydriert. Nach dem Entfernen des Raney-Kobalts wird im Vakuum eingedampft. Man erhält 3'20 Teile des Ν,Ν'-Diisobutyl-di-y-propyl-hexamethylendiamins.

c) 332 Teile des in Beispiel 3 b) erhaltenen Tetramins werden in 500 Volumteilen Äther gelöst und anschließend mit einer Lösung von 146 Teilen Adipinsäure in 500 Volumteilen Alkohol versetzt. Nach gründlicher Durchmischung werden weitere 700 Volumteile Äther zugegeben. Das zunächst etwas schleimig ausfallende Adipat kristallisiert bald durch.

d) 10 Teile des in Beispiel 3 c) beschriebenen Adipates werden mit 85 Teilen ε-Caprolactam und 5 Teilen ε-Aminocapronsäure unter Überleiten von Stickstoff auf 24O⁰C erhitzt. Ab 210⁰C beginnt dabei ein stärkerer Viskositätsanstieg. Nach 14stündigem Erhitzen auf 24O⁰C hat das Polyamid eine relative Viskosität von 2,5 erreicht. Man zieht es als Draht aus dem Autoklav in Wasser ab und zerkleinert es anschließend.

35

40 B.

Man verspinnt aus der Schmelze bei 230⁰C und erhält Fäden, die sich gleichmäßig mit sauren Farbstoffen anfärben lassen.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen von Fäden oder Fasern durch Schmelzspinnen von Polyamiden, dadurch gekennzeichnet, daß man Polyamide verspinnt, die aus üblichen polyamidbildenden Ausgangsstoffen, die zusätzlich bis zu 25 % ihres Gesamtgewichtes an Ammoniumsalzen der allgemeinen Formel

⁺NH₃ — (CH₂)S — N — (CH₈)* — N — (CH₂),, — NH₃ ⁺ 7OOC — (CH₂),, — COCT

— R bedeutet Alkyl oder Cycloalkyl, χ und y ganze Zahlen von 2 bis 12 — enthalten, polykondensiert worden sind. .

Bei der Bekanntmachung der Anmeldung sind Vergleichsversuche ausgelegt worden.

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