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DE2834537C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE2834537C2
DE2834537C2 DE2834537A DE2834537A DE2834537C2 DE 2834537 C2 DE2834537 C2 DE 2834537C2 DE 2834537 A DE2834537 A DE 2834537A DE 2834537 A DE2834537 A DE 2834537A DE 2834537 C2 DE2834537 C2 DE 2834537C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
copolyesters
polymers
acid
melting points
terephthalic acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2834537A
Other languages
English (en)
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DE2834537A1 (de
Inventor
Winston Jerome Jackson Jun.
John Craft Kingsport Tenn. Us Morris
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eastman Chemical Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eastman Kodak Co filed Critical Eastman Kodak Co
Publication of DE2834537A1 publication Critical patent/DE2834537A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2834537C2 publication Critical patent/DE2834537C2/de
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/60Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from the reaction of a mixture of hydroxy carboxylic acids, polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/605Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from the reaction of a mixture of hydroxy carboxylic acids, polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds the hydroxy and carboxylic groups being bound to aromatic rings

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft Copolyester auf Terephthalsäurebasis mit einem Fasern bildenden Molekulargewicht von 8000 bis 25 000, aufgebaut aus wiederkehrenden Resten der folgenden Formeln:
wobei in (A) R₁ die später angegebene Bedeutung hat.
In den letzten Jahrzehnten ist eine Vielzahl von plastischen Polymeren entwickelt worden, die den verschiedensten Verwendungszwecken genügen. Seit Beginn der Herstellung von Nylon 66 im Jahre 1938 im technischen Maßstabe und seit der Einführung von Polyacetalen, Polycarbonaten, Polyphenylenoxid, Polysulfonen sowie Polytetramethylenterephthalat, sind fortlaufend neue plastische Polymere mit dem Ziel entwickelt worden, Nachteile der bekannten plastischen Polymeren zu überwinden. So wurde der aromatische Charakter der Polymeren oftmals erhöht, wodurch der Schmelzpunkt der Polymeren ansteigt. Bei der Entwicklung von immer neuen Polymeren wurden schließlich hocharomatische Polymere mit Schmelzpunkten erhalten, die derart hoch lagen, daß die Verarbeitung der Polymeren aus der Schmelze unter Verwendung der bekannten Schmelzspinnvorrichtungen und Formvorrichtungen auf Schwierigkeiten stieß, ganz abgesehen davon, daß auch die thermische Stabilitätsgrenze der Polymeren selbst erreicht wurde. In jüngster Zeit führte sie Suche nach Polymeren mit immer vorteilhafteren mechanischen Eigenschaften zu einem fundamentalen Durchbruch auf dem Polymergebiet, und zwar durch Entwicklung einer neuen Klasse von Polymeren, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie gegenüber bekannten Polymeren besonders vorteilhafte ausgewogene mechanische Eigenschaften aufweist. Diese Polymeren sind unter verschiedenen Bezeichnungen bekannt geworden, beispielsweise als "flüssig-kristalline" oder als "anisotrope" Polymere.
Es wird angenommen, daß die Polymeren dieser neuen Klasse durch eine parallele Ordnung der Molekularketten gekennzeichnet sind. Der Zustand, in dem die Moleküle derart geordnet sind, wird oftmals auch als Flüssig-Kristall-Zustand bezeichnet oder als die nematische Phase des Flüssig-Kristall-Zustandes. Diese Polymeren lassen sich herstellen aus Monomeren, bei denen es sich ganz allgemein um lange, ebene Monomere handelt, die mäßig starr längs ihrer Moleküllängsachsen sind und Ketten ausdehnende Bindungen aufweisen, die entweder koaxial oder parallel sind. Einige Flüssig-Kristall-Polymere, oftmals auch als lyotrope Flüssig-Kristalle bezeichnet, lassen sich in den Flüssig-Kristall-Zustand durch Lösen der Polymeren in einer Lösung überführen, z. B. der Lösung, die zum Spinnen von Poly- (p-phenylenterephthalamid) aus einer Schwefelsäurelösung verwendet wird. Andere Flüssig-Kristall-Polymere, oftmals auch als thermotrope Flüssig-Kristalle bezeichnet, lassen sich in vorteilhafterer Weise in den Flüssig-Kristall-Zustand durch Veränderung der Temperatur des Polymeren überführen.
Obgleich die genaue Struktur von Flüssig-Kristall-Polymeren bis heute noch nicht restlos geklärt ist, ist doch bekannt, daß Flüssig-Kristall-Polymere im Vergleich zu analogen Polymeren, die keinen Flüssig-Kristall-Charakter aufweisen, ausgesprochen vorteilhafte mechanische Eigenschaften aufweisen. Aus der US-PS 38 04 805 ist beispielsweise bekannt, daß ein Flüssig-Kristall- Polyester, hergestellt durch Acidolyse von Polyethylenterephthalat mit 60 Mol.-% p-Acetoxybenzoesäure einen Biegemodul von fast 1,26×10⁵ kg/cm² aufweist, im Vergleich zu einem Biegemodul von lediglich 0,21×10⁵ kg/cm² eines analogen Polyesters, hergestellt durch Esteraustausch unter Verwendung von Dimethylterephthalat, Ethylenglykol und 60 Mol.% Methyl-p-hydroxybenzoat.
Wie im Falle der zunächst bekanntgewordenen Polymeren hat sich auch im Falle von Flüssig-Kristall-Polyestern gezeigt, daß durch Erhöhung des aromatischen Charakters der Flüssig-Kristall-Polyester die mechanischen Eigenschaften insgesamt gesehen verbessert werden. Des weiteren hat sich gezeigt, daß auch die Schmelzpunkte ansteigen, wenn der aromatische Charakter der Flüssig-Kristall-Polyester erhöht wird. So führt beispielsweise im Falle von Flüssig-Kristall-Polyestern die Erhöhung des aromatischen Charakters der Polyester zu Schmelzpunkten, die übliche Vorrichtungen zum Aufschmelzen der Polyester ungeeignet machen.
Aus der US-PS 36 37 595 ist es beispielsweise bekannt, daß Flüssig- Kristall-Polyester, hergestellt aus Terephthalsäure, Hydrochinon und verschiedenen Mengen an p-Hydroxybenzoesäure Schmelzpunkte um 537°C und Erweichungspunkte im Bereich von 427 bis 482°C aufweisen. Die Schmelzpunkte von diesen Polymeren sind somit viel zu hoch und die thermische Stabilität dieser Polymeren ist zu gering, um sie in üblichen Vorrichtungen verarbeiten zu können, die zur Verarbeitung von Polymeren aus der Schmelze bestimmt sind.
Die Lösung des Problems der Verarbeitung von hocharomatischen Flüssig-Kristall-Polyestern mit derart hohen Schmelzpunkten bestand darin, den Schmelzpunkt der Polyester durch Einbau von Substituenten an einigen der aromatischen Ringe des Polyesters, beispielsweise durch Verwendung von Chlor- oder Bromhydrochinon oder durch Verwendung von einigen aromatischen Ringen mit kettenausdehnenden Bindungen, die weder parallel noch koaxial sind, beispielsweise durch Verwendung von Isophthalsäure zu vermindern.
Während sich diese Maßnahmen bezüglich der Verminderung des Schmelzpunktes als wirksam erwiesen, wurde durch die entsprechende Verminderung der thermischen Stabilität jedoch auch die Ausgewogenheit der vorteilhaften Eigenschaften der Polyester vermindert.
Flüssig-Copolyester sind beispielsweise aus den US-PS 37 78 410, 38 90 256 und 36 37 595 bekannt. Aus der US-PS 36 37 595 ist es bekannt, Flüssig-Kristall-Copolyester aus Terephthalsäure, Hydrochinon und p-Hydroxybenzoesäure herzustellen. Die aus diesen Komponenten hergestellten Copolyester haben jedoch Schmelzpunkte, die zu hoch sind, um sie in üblichen Schmelz-Verarbeitungsvorrichtungen verarbeiten zu können. Auch ist ihre thermische Stabilität unzureichend. Aus der US-PS 37 78 410 ist es bekannt, Polyester, hergestellt aus 2,6-Naphthalindicarbonsäure und Hydrochinon mit p-Acyloxybenzoesäure zu Copolyestern umzusetzen. Der Ausgangspolyester und die aromatische Acyloxycarbonsäure werden miteinander vermischt und bis zur Erzielung einer Schmelze erhitzt, wobei Reaktionstemperaturen bis zu 350°C angewandt werden können. Das Verfahren eignet sich jedoch nicht zur Herstellung von Copolyestern, wenn der Ausgangspolyester einen Schmelzpunkt von wesentlich über 350°C aufweist. Die aus der US-PS 38 90 256 bekannten Flüssig-Kristall-Copolyester lassen sich herstellen aus Poly(ethylen- 2,6-naphthalindicarboxylat), Hydrochinon und einer p-Acyloxybenzoesäure. Die Copolyester enthalten eine vergleichsweise große Menge von Ethylenglykolresten. Des weiteren läßt sich das Verfahren zur Herstellung des Copolyesters nicht anwenden, wenn der Ausgangspolyester einen Schmelzpunkt von weit über 350°C aufweist.
Aufgabe der Erfindung ist es, neue vollständig aromatische Flüssig- Kristall-Copolyester anzugeben, die Schmelzpunkte aufweisen, die so niedrig sind, wie sie aus der Schmelze unter Verwendung üblicher Vorrichtungen, wie sie üblicherweise zum Verarbeiten von Copolymeren aus der Schmelze verwendet werden, zu üblichen Gegenständen, beispielsweise Fasern und Formkörpern verarbeitet werden können. Gelöst wird die gestellte Aufgabe mit Copolyestern auf Terephthalsäurebasis aus den eingangs angegebenen wiederkehrenden Resten, die dadurch gekennzeichnet sind, daß
  • 1.) R₁ für Reste der Formeln steht, wobei bezogen auf die Gesamtmole von die Reste der Formel 10 bis 60 Mol.-% ausmachen und
  • 2.) die Reste der Formel (C) 8 bis 70 Mol.-%, bezogen auf die Gesamt-Mole (A), (B) und (C) ausmachen.
Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, daß sich der Schmelzpunkt von vollständig aromatischen, nicht substituierten Flüssig-Kristall-Polyestern, deren Ketten-ausdehnende Bindungen entweder koaxial oder parallel verlaufen, vermindern läßt, wenn man einen Anteil der Terephthalsäure eines Polyesters aus Terephthalsäure, Hydrochinon und p-Hydroxybenzoesäure bekannten Typs durch 2,6-Naphthalindicarbonsäure ersetzt.
Aus der DE-OS 17 69 930 ist es zwar bekannt, daß sich durch die Einkondensation von vergleichsweise geringen Mengen an 2,6- Naphthalindicarbonsäureresten in lineare Polyester auf Terephthalatbasis der Schmelzpunkt der Polyester vermindern läßt, doch handelt es sich bei den aus der DE-OS 17 69 930 bekannten Polyestern um nicht-kristalline Polyester.
Die erfindungsgemäßen Copolyester lassen sich aus Terephthalsäure, 2,6-Naphthalindicarbonsäure, einem Diacylester des Hydrochinons und einer p-Acyloxybenzoesäure herstellen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegt der Rest (C) in einer Menge von 15 bis 50 Mol.-% vor.
Der divalente Rest (A) ist der divalente Rest, der nach Entfernung der Hydroxylgruppen von der Terephthalsäure und der 2,6-Naphthalindicarbonsäure hinterbleibt. Der divalente Rest (B) ist der Rest, der nach Entfernung der endständigen Wasserstoffatome vom Hydrochinon verbleibt und der divalente Rest (C) ist der Rest, der nach Entfernung der Acyl- und Hydroxylgruppen von einer p-Acyloxybenzoesäure hinterbleibt.
Die Ketten-ausdehnenden Bindungen dieser Copolyester verlaufen entweder parallel, in dem Fall, in dem Rest von der 2,6-Naphthalindicarbonsäure herrührt oder aber koaxial, in dem Falle, in dem der Rest von der Terephthalsäure, dem Rest (B) und dem Rest (C) herrührt. Keiner der aromatischen Ringe enthält einen Substituenten.
Die genaue Art und Weise, in der die Schmelzpunkte der Terephthalsäure- und 2,6-Naphthalindicarbonsäurereste enthaltenden Copolyester nach der Erfindung gegenüber den Schmelzpunkten von Terephthalsäurereste enthaltenden Polyestern des aus der US-PS 36 37 595 bekannten Typs vermindert werden, ergibt sich aus der Zeichnung.
Bei der Zeichnung handelt es sich um ein Diagramm, aus der sich die Beziehung zwischen dem Schmelzpunkt und der Menge an divalentem Rest der Formel:
in sowohl den Terephthalsäure- und 2,6-Naphthalindicarbonsäureresten enthaltenden Copolyestern nach der Erfindung und den Terephthalsäureresten enthaltenden Copolyestern der US-PS 36 37 595.
In dem Diagramm sind die Mol.-% an divalenten Resten (C), bezogen auf die Gesamtmenge an divalenten Resten (A), (B) und (C) auf der Abscisse aufgetragen. Auf der Ordinate sind die Temperaturen in °C aufgetragen. In dem Diagramm sind die Schmelzpunkte von sowohl Copolyestern nach der Erfindung wie auch Copolyestern des Standes der Technik in Form von Kurven eingetragen. Der Kurve im oberen Teil des Diagramms ist die Kurve aus den Schmelzpunkten der aus der US-PS 36 37 595 bekannten Copolyester mit lediglich Terephthalsäureresten. Diese Kurve ist mit "100T" bezeichnet, wobei diese Bezeichnung angeben soll, daß die Dicarbonsäure zu 100% aus Terephthalsäure besteht.
Die Gruppe von vier Kurven im unteren Teil des Diagramms stellt die Schmelzpunkte von Copolyestern nach der Erfindung dar.
Die eine Kurve aus den geschlossenen Dreiecken ist die Kurve, die aus den Schmelzpunkten von erfindungsgemäßen Copolyestern erhalten wurde, in der die Dicarbonsäurekomponente zu 60 Mol.-% aus 2,6-Naphthalindicarbonsäure und zu 40 Mol.-% aus Terephthalsäure bestand. Die Kurve weist die Kennzeichnung "60N-40T" auf. Die anderen Kurven ergeben sich aus den Schmelzpunkten von Polyestern, deren Dicarbonsäurekomponente besteht zu: 50 Mol.-% 2,6-Naphthalindicarbonsäure und 50 Mol.-% Terephthalsäure, 40 Mol.-% 2,6-Naphthalindicarbonsäure und 60 Mol.-% Terephthalsäure sowie 70 Mol.-% 2,6-Naphthalindicarbonsäure und 30 Mol.-% Terephthalsäure. Diese Kurven weisen die Bezeichnungen "50N-50T", "40N-60T" sowie "70N-30T" auf.
Die Daten für die Schmelzpunkte der Polyester der US-PS 36 37 597 wurden direkt aus den Beispielen 1 bis 4 der Patentschrift entnommen, wo die durch thermische Differenzialanalyse gewonnenen Schmelzpunkte angegeben sind.
Die Daten für die Copolyester nach der Erfindung wurden durch Herstellung der Copolyester nach üblichen bekannten Verfahren und Bestimmung der Schmelzpunkte der Copolyester erhalten.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Copolyester erfolgte nach einem Acidolyseverfahren, bei dem Terephthalsäure, 2,6-Naphthalindicarbonsäure, ein Diester des Hydrochinons und p-Acetoxybenzoesäure bei steigenden Temperaturen bis zu 340 bis 380°C und vermindertem Druck unter Erzeugung von Polymeren hohen Molekulargewichtes in Kontakt gebracht wurden.
Beispielsweise wurde der Polyester mit 50 Mol.-% 2,6-Naphthalindicarbonsäure, 50 Mol.-% Terephthalsäure und etwa 18 Mol.-% des divalenten Restes (C) nach folgendem Verfahren hergestellt:
Eine Mischung aus 45,4 g (0,21 Mole) 2,6-Naphthalindicarbonsäure, 34,9 g (0,21 Mole) Terephthalsäure, 93,2 g (0,42 Mole) Hydrochinondipropionat und 32,4 g (0,18 Mole) p-Acetoxybenzoesäure wurde in einen 500 ml fassenden Kolben, ausgerüstet mit einem Rührer, einer kurzen Destillationskolonne und einem Einlaßröhrchen für Stickstoff eingebracht. Der Kolben wurde dann evakuiert und dreimal mit Stickstoff durchgespült. Des weiteren wurde sein Inhalt getrocknet, indem der Kolben 30 Minuten lang bei einem Druck von <0,3 mm auf 100 bis 110°C erhitzt wurde, bevor der Kolben in ein auf 275°C aufgeheiztes Metallbad gebracht wurde. Nachdem die Mischung hierin 20 Minuten lang bei 275°C gerührt worden war, wurde die Temperatur 30 Minuten auf 300 bis 315°C erhöht und dann 30 Minuten auf 340°C. Schließlich wurde die Temperatur noch 15 bis 20 Minuten lang auf 370°C erhöht, wobei ein Vakuum von 0,5 mm erzeugt wurde. Die Polymerisation war innerhalb von 20 bis 30 Minuten beendet. Das auf diese Weise erhaltene Polymer hatte einen Schmelzpunkt von 360°C.
Andere Copolyester mit verschiedenen Mol.-% von 2,6-Naphthalindicarbonsäure und Terephthalsäure sowie verschiedenen Mol.-% divalenter Reste (C) lassen sich in entsprechender Weise herstellen, und zwar unter geringfügig veränderten Reaktionstemperaturen im Hinblick auf die verschiedenen Schmelzpunkte.
Um das Molekulargewicht der erfindungsgemäßen Copolyester zu erhöhen, kann des weiteren eine Polymerisation in fester Phase durchgeführt werden, und zwar durch Erhitzen der Polymerteilchen in einer inerten Atmosphäre oder unter vermindertem Druck bei einer Temperatur unterhalb derjenigen, bei der die Teilchen klebrig werden und die Tendenz haben, zusammenzukleben. Da sich durch eine solche thermische Behandlung Polymere mit erhöhter Kristallinität und Schmelzpunkten erhalten lassen, im Vergleich zu der Schmelzphasen-Polymerisation, ist die Polymerisation in der Schmelze im allgemeinen das bevorzugt angewandte Verfahren. Eine Polymerisation in fester Phase wird dann in vorteilhafter Weise durchgeführt, wenn der Schmelzpunkt oberhalb 380°C liegt.
Die Schmelzpunkte der erfindungsgemäßen Copolyester wurden mittels eines Differential-Abtast-Calorimeters (Perkin-Elmer DSC-2) bestimmt.
Obgleich die Schmelzpunkte der erfindungsgemäßen Copolyester nach einem etwas anderen Verfahren bestimmt wurden als dem Verfahren, das zur Bestimmung der Schmelzpunkte der Copolyester der US-PS 36 37 595 angewandt wurde, ist doch ein Vergleich der Schmelzpunktswerte beider Copolyester möglich.
Wie sich aus einer Betrachtung der Kurven in der Fig. ergibt, sind die Schmelzpunkte der Terephthalsäure- und 2,6-Naphthalindicarbonsäurereste enthaltenden Copolyester der Erfindung in unerwarteter Weise niedrig im Vergleich zu den Schmelzpunkten der Terephthalsäurereste enthaltenden Copolyester der US-PS 36 37 595. Vergleicht man beispielsweise einen typischen Copolyester nach der Erfindung mit einem typischen Copolyester des Standes der Technik mit jeweils etwa 40 Mol.-% divalenten Resten der Formel:
so ergibt sich folgendes:
Der Schmelzpunkt des Terephthalsäurereste enthaltenden Polyesters des Standes der Technik liegt bei 527°C, wohingegen der Schmelzpunkt des erfindungsgemäßen Polyesters mit 50 Mol.-% 2,6-Naphthalindicarbonsäure und 50 Mol.-% Terephthalsäure bei etwa 337°C oder um 171°C niedriger als der analoge Polyester mit lediglich Terephthalsäureresten liegt. Die gleiche Größenordnung der Schmelzpunktsunterschiede liegt bei den anderen Copolyestern der Erfindung vor, wenn man deren Schmelzpunkte mit den entsprechenden Schmelzpunkten der Copolyester des Standes der Technik vergleicht.
Der Unterschied im Schmelzpunkt zwischen einem Copolyester nach der Erfindung und einem Copolyester nach dem Stande der Technik ist vom praktischen Standpunkt aus gesehen außerordentlich wichtig. So sind Anlagen für die Verarbeitung von Copolyestern aus der Schmelze in der Praxis in großem Maßstabe verfügbar, d. h. Anlagen, mit denen die erfindungsgemäßen Copolyester zu Fäden und Fasern oder anderen Formkörpern verarbeitet werden können. Im Gegensatz hierzu sind keine Anlagen in Gebrauch und es gibt keine Technologie, wonach Copolyester des Standes der Technik mit einem Schmelzpunkt von um 538°C aus der Schmelze verarbeitet werden können. Hinzu kommt, daß die Polyester bei Temperaturen oberhalb 427°C nicht thermisch stabil sind.
Es war nicht zu erwarten, daß der Schmelzpunkt eines 2,6- Naphthalindicarbonsäurereste enthaltenden Copolyesters so beträchtlich unter dem Schmelzpunkt eines analogen, Terephthalsäurereste enthaltenden Copolyesters liegen würde. Vielmehr war zu erwarten, daß der Schmelzpunkt eines 2,6-Naphthalindicarbonsäurereste enthaltenden Copolyesters etwa der gleiche sein würde oder etwas höher liegen würde als der Schmelzpunkt eines Terephthalsäure enthaltenden analogen Copolyesters, und zwar im Hinblick auf die Ähnlichkeit der Schmelzpunkte von ähnlichen 2,6-Naphthalindicarbonsäurereste und Terephthalsäurereste enthaltenden Polymeren. Tatsächlich liegen die Schmelzpunkte von 2,6-Naphthalindicarbonsäurereste enthaltenden Polyester ganz allgemein etwas höher als die Schmelzpunkte der entsprechenden Terephthalsäurereste enthaltenden Polymeren. In der folgenden Tabelle sind die Schmelzpunkte von mehreren willkürlich ausgewählten 2,6- Naphthalindicarbonsäure enthaltenden Polyestern und die Schmelzpunkte der entsprechenden Terephthalsäurereste enthaltenden Polymeren angegeben.
Sämtliche der Polymeren mit Ausnahme der Hydrochinonreste enthaltenden Polymeren, wurden nach üblichen Esteraustauschverfahren hergestellt, unter Verwendung der angegebenen Diole und der Dimethylester der aufgeführten Dicarbonsäuren. Die Schmelzpunkte wurden in üblicher Weise ermittelt.
Die Hydrochinonreste enthaltenden Polymeren wurden hergestellt aus der Dicarbonsäure und dem Dipropionatester des Hydrochinons nach einem üblichen Acidolyseverfahren, ähnlich dem, das zur Herstellung der erfindungsgemäßen Copolyester anwendbar ist. Bei diesem Verfahren werden die Polymeren, die fest wurden, wenn die Metallbadtemperatur 320°C betrug, zu Teilchen vermahlen und in der festen Phase bei vermindertem Druck mehrere Stunden lang bei 180 bis 280°C, dann 3 Stunden lang bei 295°C, 1 Stunde bei 315°C und 2 Stunden bei 350°C umgesetzt. Die Schmelzpunkte von diesen Polymeren wurden unter Verwendung eines Differential- Abtast-Calorimeters ermittelt, bei einer Abtast-Geschwindigkeit von 80°C/Minute, um die thermische Zersetzung auf ein Minimum zu bringen. Wie in der US-PS 36 37 595 angegeben, wurden mehrere endotherme Werte im Falle der beiden Polymeren festgestellt, wobei der höhere endotherme Wert als Schmelzpunkt betrachtet wurde.
Wie sich aus den in der Tabelle zusammengestellten Werten ergibt, liegen die Schmelzpunkte der 2,6-Naphthalindicarbonsäurereste enthaltenden Polyester etwa bei der gleichen Temperatur oder etwas höher als die Schmelzpunkte der entsprechenden Terephthalsäurereste enthaltenden Polyester. Infolgedessen war zu erwarten, daß die Schmelzpunkte der 2,6-Naphthalindicarbonsäurereste enthaltenden Polyester nach der Erfindung etwa gleich sein würden oder etwas höher liegen würden als die Schmelzpunkte der Terephthalsäurereste enthaltenden Polyester des Standes der Technik gemäß US-PS 36 37 595. Überraschenderweise jedoch liegen die Schmelzpunkte der erfindungsgemäßen Polyester viel tiefer als erwartet.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Copolyester lassen sich die verschiedensten Diester des Hydrochinons verwenden. Beispiele für geeignete Diester des Hydrochinons sind die Diacetate, Dipropionate, Dibutyrate und Dibenzoate. Als besonders vorteilhaft hat sich für die Verwendung der Diacetate und Dipropionate erwiesen.
Die p-Acyloxybenzoesäure, die die Reste (C) in den erfindungsgemäßen Copolyestern liefert, weist folgende Struktur auf:
worin R für einen Phenylenrest steht oder einen Alkylrest mit 1 bis 8, vorzugsweise 1 bis 4 C-Atomen. Beispiele für geeignete p-Acyloxybenzoesäuren sind p-Acetoxybenzoesäure, p-Propionyloxybenzoesäure, p-Butyryloxybenzoesäure sowie p-Phenoxybenzoesäure. Vorzugsweise steht R für einen Alkylrest mit einem C-Atom, in welchem Falle die p-Acyloxybenzoesäure aus der p-Acetoxybenzoesäure besteht.
Gegebenenfalls können die erfindungsgemäßen Copolyester vergleichsweise kleine Mengen an Resten von anderen Naphthalindicarbonsäureisomeren aufweisen. Beispielsweise können die 2,7-, 1,4-, 1,5- und 1,6-Isomeren zusätzlich zum 2,6-Isomer verwendet werden. Auch können gegebenenfalls andere Dicarbonsäuren als die Terephthalsäure und die 2,6-Naphthalindicarbonsäure, beispielsweise die Isophthalsäure verwendet werden sowie andere Diole als das Hydrochinon. In entsprechender Weise kann ein Anteil der p-Acyloxybenzoesäure durch m-Acyloxybenzoesäure ersetzt werden.
Die erfindungsgemäßen Copolyester können des weiteren keimbildende Mittel enthalten, Füllstoffe, Pigmente, Glasfasern, Asbestfasern, Antioxidantien, Stabilisatoren, Plastifizierungsmittel, Weichmacher und Gleitmittel, die Brennbarkeit unterdrückende Stoffe und andere Additive, wie sie üblicherweise zur Herstellung von Polyestern und Copolyestern verwendet werden.
Die Inherent-Viskosität der erfindungsgemäßen Copolyester läßt sich nicht bestimmen, da die Copolyester in typischen Lösungsmitteln, wie sie für die Bestimmung der Inherent-Viskosität verwendet werden, unlöslich sind. Obgleich die Inherent-Viskosität der erfindungsgemäßen Copolyester nicht ermittelt wurde, liegen die Molekulargewichte der Copolyester so hoch, daß sie zum Verspinnen zu Fäden und Fasern geeignet sind. In besonders vorteilhafter Weise weisen die erfindungsgemäßen Copolyester Molekulargewichte von über 8000 bis etwa 20 000 auf.

Claims (2)

1. Copolyester auf Terephthalsäurebasis mit einem Fasern bildenden Molekulargewicht von 8000 bis 25 000, aufgebaut aus wiederkehrenden Resten der folgenden Formeln: dadurch gekennzeichnet, daß
  • 1.) R₁ für Reste der Formeln steht, wobei bezogen auf die Gesamtmole von die Reste der Formel 10 bis 60 Mol.-% ausmachen und
  • 2.) die Reste der Formel (C) 8 bis 70 Mol.-%, bezogen auf die Gesamt-Mole (A), (B) und (C) ausmachen.
2. Copolyester nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reste der Formel (C) 15 bis 50 Mol.-% ausmachen.
DE19782834537 1977-08-08 1978-08-07 Copolyester auf terephthalsaeurebasis Granted DE2834537A1 (de)

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