DE4223016C2 - Verfahren zur Herstellung von Polycarbonaten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von PolycarbonatenInfo
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur Herstellung von aromatischen Polycarbonaten mit
Molekulargewichten w von 15 000 bis 200 000 und OH-End
gruppengehalten < 250 ppm aus Diphenolen, Kohlensäure
diestern und gegebenenfalls Verzweigern durch Schmelz
umesterung zu Oligocarbonaten mit einem w von 2000 bis
10 000 und OH-Endgruppengehalten von weniger als 50
Mol-% aber mehr als 20 Mol-% und Kristallisation dieser
Oligocarbonate, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die
kristallinen Oligocarbonate in der festen Phase in
Gegenwart eines siedenden, organischen Schleppmittels
für die Spaltprodukte der Polykondensation, das die
kristallinen Oligocarbonate nicht löst oder anschmilzt,
polykondensiert werden.
Die Herstellung von aromatischen Oligo-/Polycarbonaten
nach dem Schmelzeumesterungsverfahren ist literatur
bekannt und beispielsweise in den EP Anmeldungen
338 085, 360 578, 351 168 sowie der DP 10 31 512 vor
beschrieben.
Die Kristallisation von Oligo-/Polycarbonaten ist z. B.
im J. Polymer Sci. Part A-2, 4, 327 (1966); J. Polymer
Sci. Phys. Ed. 14, 1367 (1976); J. Polymer Sci. Polymer
Letters Ed. 16, 419 (1978); US-PS 3 112 292, 4 631 338,
Polymer Engineering and Science 16, 4, 276 (1976) und
der EP Anmeldung 338 085 beschrieben.
Die Festphasenpolykondensation von Oligocarbonaten, die
mit Hilfe der Schmelzeumesterung dargestellt wurden, ist
in der EP Anmeldung 338 085, im US-PS 4 948 871 sowie
in der WO 90/07536 beschrieben.
In den obengenannten Literaturstellen und den dort
zitierten Literaturangaben werden für die Festphasen
polykondensation als Medium zum Abtransport der Spalt
produkte entweder große Mengen eines Gases, Hochvakuum
oder eine Kombination von Vakuum und Schleppgas be
schrieben, die große apparative technische Aufwendungen
erfordern.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß durch den
Einsatz geeigneter organischer Schleppmittel auf ein
fache Weise die Beseitigung der bei der Aufkondensation
zum hochmolekularen Polycarbonat entstehenden Spalt
produkte gelingt. Dadurch kann der Einsatz, die Reini
gung und die Kreisführung großer Gasmengen und eine
aufwendige Technik auch für die Vakuumfahrweise vermie
den werden.
Organisch, flüssige Schleppmittel im Sinne des erfin
dungagemäßen Verfahrens sind:
aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 4 bis 20 Kohlen stoffatomen,
aromatische Kohlenwasserstoffe mit 6 bis 18 Kohlenstoff atomen,
Ketone mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen,
Alkohole mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen und
Ester mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen;
bevorzugte organische, flüssige Schleppmittel sind:
aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 6 bis 18 Kohlen stoffatomen,
Halogen- und aliphatisch substituierte aromatische Kohlenwasserstoffe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, mit 1 Halogenatom und bis zu 4 Alkylsubstituenten,
Ketone mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen,
Alkohole mit 6 bis 8 Kohlenstoffatomen und
Ester mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen;
besonders bevorzugte organische, flüssige Schleppmittel sind:
Methylpentan, Cyclohexan, Octan, Isooctan, Nonan, Isononan, Dedecan, Undecan, Limonen, Xylol, Mesitylen, Durol, Diisopropylbenzol, Cumol, Cymol, Indan, Inden, Chlortoluol, Chlorxylol, Chlorcumol, Cyclohexanon, Cyclohexanol, Dimethyloxalat und Phenylacetat;
ganz besonders bevorzugt sind Mesitylen, Cymol, Diiso propylbenzol, Limonen, Isooctan, Isononan, Undecan, Dodecan und Isododecan.
aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 4 bis 20 Kohlen stoffatomen,
aromatische Kohlenwasserstoffe mit 6 bis 18 Kohlenstoff atomen,
Ketone mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen,
Alkohole mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen und
Ester mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen;
bevorzugte organische, flüssige Schleppmittel sind:
aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 6 bis 18 Kohlen stoffatomen,
Halogen- und aliphatisch substituierte aromatische Kohlenwasserstoffe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, mit 1 Halogenatom und bis zu 4 Alkylsubstituenten,
Ketone mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen,
Alkohole mit 6 bis 8 Kohlenstoffatomen und
Ester mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen;
besonders bevorzugte organische, flüssige Schleppmittel sind:
Methylpentan, Cyclohexan, Octan, Isooctan, Nonan, Isononan, Dedecan, Undecan, Limonen, Xylol, Mesitylen, Durol, Diisopropylbenzol, Cumol, Cymol, Indan, Inden, Chlortoluol, Chlorxylol, Chlorcumol, Cyclohexanon, Cyclohexanol, Dimethyloxalat und Phenylacetat;
ganz besonders bevorzugt sind Mesitylen, Cymol, Diiso propylbenzol, Limonen, Isooctan, Isononan, Undecan, Dodecan und Isododecan.
Unter den aromatischen Oligocarbonaten, die im Sinne des
erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden, werden
die bekannten Homooligocarbonate, Cooligocarbonate und
Mischungen dieser Oligocarbonate verstanden, die sich
beispielsweise von folgenden Diphenolen ableiten:
Hydrochinon,
Resorcin,
Dihydroxydiphenylen,
Bis-(hydroxyphenyl)-alkanen,
Bis-(hydroxyphenyl)-cycloalkanen,
Bis-(hydroxyphenyl)-sulfiden,
Bis-(hydroxyphenyl)-ethern,
Bis-(hydroxyphenyl)-ketonen,
Bia-(hydroxyphenyl)-sulfonen,
Bis-(hydroxyphenyl)-sulfoxiden,
α,α′-Bis-(hydroxyphenyl)-diisopropylbenzolen,
sowie von deren kernalkylierten und kernhalogenierten Verbindungen.
Hydrochinon,
Resorcin,
Dihydroxydiphenylen,
Bis-(hydroxyphenyl)-alkanen,
Bis-(hydroxyphenyl)-cycloalkanen,
Bis-(hydroxyphenyl)-sulfiden,
Bis-(hydroxyphenyl)-ethern,
Bis-(hydroxyphenyl)-ketonen,
Bia-(hydroxyphenyl)-sulfonen,
Bis-(hydroxyphenyl)-sulfoxiden,
α,α′-Bis-(hydroxyphenyl)-diisopropylbenzolen,
sowie von deren kernalkylierten und kernhalogenierten Verbindungen.
Bevorzugte Diphenole sind z. B.:
2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan,
2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan,
1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol,
2,2-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3-chlor-4-hydroxyphenyl)-propan,
Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-methan,
2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan,
Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-sulfon,
2,4-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan,
1,1-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-p-diisopropyl benzol,
2,2-Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan und
1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan.
2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan,
2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan,
1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol,
2,2-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3-chlor-4-hydroxyphenyl)-propan,
Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-methan,
2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan,
Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-sulfon,
2,4-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan,
1,1-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-p-diisopropyl benzol,
2,2-Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan und
1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan.
Besonders bevorzugte Diphenole sind
4,4′-Dihydroxydiphenyl,
4,4′-Dihydroxydiphenylsulfid,
2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan,
1,1-Bi s-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan und
1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan.
4,4′-Dihydroxydiphenyl,
4,4′-Dihydroxydiphenylsulfid,
2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-propan,
2,2-Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan,
1,1-Bi s-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan und
1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan.
Ganz besonders bevorzugt sind solche Polycarbonate, die
die obengenannten Diphenole zu max. 50 Mol-% und darüber
hinaus Bisphenol A enthalten.
Die Oligocarbonate können durch den Einsatz geringer
Mengen Verzweiger verzweigt werden. Einige geeignete
Verzweiger sind:
Phloroglucin,
4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-hepten-2,
4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-heptan,
1,3,5-Tri-(4-hydroxyphenyl)-benzol,
1,1,1-Tri-(4-hydroxyphenyl)-ethan,
Tri-(4-hydroxyphenyl)-phenylmethan,
2,2-Bis-(4,4-bis-(4-hydroxypheny1)-cyclohexyl)-propan,
2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)-phenol,
2,6-Bis-(2-hydroxy-5′-methyl-benzyl)-4-methylphenol,
2-(4-Hydroxyphenyl)-2-(2,4-dihydroxyphenyl)-propan,
Hexa-(4-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)-phenyl)-orthotere phthalsäureester,
Tetra-(4-hydroxyphenyl)-methan,
Tetra-(4-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)-phenoxy)-methan,
1,4-Bis-(4,4′′-dihydroxytriphenyl)methyl)-benzol
und insbesondere
α,α′,α′′-Tris-(4-hydroxyphenyl)-1,3,5-triisopropylben zol.
Phloroglucin,
4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-hepten-2,
4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-heptan,
1,3,5-Tri-(4-hydroxyphenyl)-benzol,
1,1,1-Tri-(4-hydroxyphenyl)-ethan,
Tri-(4-hydroxyphenyl)-phenylmethan,
2,2-Bis-(4,4-bis-(4-hydroxypheny1)-cyclohexyl)-propan,
2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)-phenol,
2,6-Bis-(2-hydroxy-5′-methyl-benzyl)-4-methylphenol,
2-(4-Hydroxyphenyl)-2-(2,4-dihydroxyphenyl)-propan,
Hexa-(4-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)-phenyl)-orthotere phthalsäureester,
Tetra-(4-hydroxyphenyl)-methan,
Tetra-(4-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)-phenoxy)-methan,
1,4-Bis-(4,4′′-dihydroxytriphenyl)methyl)-benzol
und insbesondere
α,α′,α′′-Tris-(4-hydroxyphenyl)-1,3,5-triisopropylben zol.
Weitere mögliche Verzweiger sind 2,4-Dihydroxybenzoe
säure, Trimesinsäure, Cyanurchlorid und 3,3-Bis-(3-
methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3-dihydroindol.
Die gegebenenfalls mitzuverwendenden 0,05 bis 2 Mol-%,
bezogen auf eingesetzte Diphenole, an Verzweigern,
können mit den Diphenolen zusammen eingesetzt werden.
Geeignete Kohlensäurediester für die Herstellung der
Oligocarbonate sind Diarylcarbonate wie Dikresyl
carbonate, Chlorphenolcarbonate, Isopropylphenyl
carbonate bevorzugt Diphenylcarbonat.
Das Reaktandenverhältnis Diphenol zu Kohlensäurediester
liegt zwischen 1 : 1,01 bis 1,30 mol, bevorzugt zwischen
1 : 1,02 bis 1,15 mol.
Die aromatischen Oligocarbonate aus der Schmelzeumeste
rung sollen mittlere Molmassen Mw von 2000 bis 10 000
haben, ermittelt durch Messung der rel. Lösungsvis
kosität in Dichlormethan oder in Mischungen gleicher
Gewichtsmengen Phenol/o-Dichlorbenzol bzw. Lichtstreuung,
und OH-Endgruppengehalte von weniger als 50 und mehr als
20 Mol-%, bevorzugt zwischen 45 und 30 Mol-%.
Es kann vorteilhaft sein, die Umesterung zu den Oligo
carbonaten durch kleine Mengen (0,05 ppm bis 0,1 Gew.-%)
von Katalysatoren zu beschleunigen. Als Katalysatoren
kommen u. a. LiOH, NaOH, Na₂CO₃, Ca(OH)₂, CaCO₃, Tetra
alkyltitanat, Dibutyldibutoxyzinn, Chinolin, Triphenyl
phosphin, Borsäure und ihre Ester, Tetraalkylammonium
hydroxid, Mg(OH)₂ bzw. Kombinationen dieser Katalysa
toren in Frage. Zumeist sind Spuren (< 1 ppm) von Alkali- und
Erdalkalihydroxiden ausreichend.
Die Kristallisation der Oligocarbonate gelingt nach den
literaturbekannten Verfahren; z. B. mittels Lösungsmittel
z. B. Aceton, Methylenchlorid, Dimethylcarbonat usw. oder
thermischer Kristallisation, entsprechend obengenannter
Literatur.
Die Festphasenkondensation nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren wird im allgemeinen so durchgeführt, daß man
die kristallinen Oligocarbonate in den Schleppmitteln
dispergiert, wobei das Gewichtsverhältnis von Schlepp
mittel zu Oligocarbonat 1 : 99 bis 99 : 1, bevorzugt 95 : 5
bis 20 : 80, besonders bevorzugt 90 : 10 bis 30 : 70 beträgt.
Diese Suspension wird dann auf eine Temperatur erhitzt,
die zwischen der Glasübergangstemperatur und dem
Kristallschmelzpunkt liegt. Für Bisphenol A-Polycarbonat
liegt dieser Bereich beispielsweise zwischen 150 und
230°C, bevorzugt zwischen 160 und 230°C, besonders be
vorzugt zwischen 180 und 225°C.
Das Schleppmittel muß während der Festphasenkondensation
zum Sieden gebracht werden. Falls sein Siedepunkt zu
niedrig liegt, kann bei entsprechendem Überdruck, falls
er zu hoch liegt, bei entsprechendem Unterdruck
gearbeitet werden.
Aus dem übergehenden Destillat muß das Spaltprodukt z. B.
Phenol entfernt werden. Dies kann beispielsweise durch
Extraktion mit einer polaren, mit dem Schleppmittel
nicht mischbaren Verbindung wie Wasser, Ethylenglykol,
Glycerin, Formamid oder Tetramethylensulfon geschehen.
Das extrahierte Phenol kann destillativ zurückgewonnen
werden. Spuren des Extraktionsmittels können ebenfalls
destillativ aus dem Schleppmittel entfernt werden.
Wasser beispielsweise läßt sich einfach durch Azetrop
destillation entfernen.
Eine weitere Möglichkeit zur Reinigung des Schleppmit
tels besteht in der Adsorption des Phenols beispiels
weise an Alumosilikaten oder Aktivkohlen.
Das gereinigte Schleppmittel wird in die siedende Sus
pension zurückgeleitet und auf diese Weise solange im
Kreis geführt, bis die erforderliche Menge Phenol aus
der Festphase entfernt ist und das Polycarbonat das
erstrebte Molgewicht aufweist.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Alumosilikate sind
als solche literaturbekannt, siehe z. B. Kirk-Othmer
"Encyclopedia of Chemical Technology" 2nd Ed. 1964,
Vol. 5 S. 541-561.
Eingesetzt werden können erfindungsgemäß wie in dem
genannten Artikel klassifiziert z. B. Kaolin-Typen wie
Kaolinit, Dickerit, Nacrit (alle Al₂O₃ × 2 SiO₂ × 2 H₂O)
oder Anauxit (Al₂O₃ × 3 SiO₂ × 2 H₂O) oder Halloysit
(Al₂O₃ × 2 SiO₂ × 2 H₂O) oder Endellit
(Al₂O₃ × 2 SiO₂ × 4 H₂O) sowie die durch Erhitzen aus
den Kaolintypen hergestellten Spinell-Typen, ferner
Serpentin-Typen, in denen 3 Mg-Ionen, 2 Al-Ionen - aus
gehend von den Kaolin-Typen - ersetzt haben
(Mg₃Si₂O₅(OH)₄). Zu den Serpentin-Typen gehören ferner
Amesit (-(Mg₂Al)(SiAl)O₅(OH)₄) und Cronstedit (Fe2+Fe3+)
(SiFe3+)O₅(OH₄) sowie Chamosit (Fe2+, Mg)2,3
(Fe3+Al)0,7(Si1,14Al0,86)O₅(OH)₄ sowie die z. T. auch
synthetisch zugänglichen Nickel- oder Kobaltupezies.
Weiterhin können Alumosilikate des Montmorillonit-Typs
eingesetzt werden wie z. B.
Montmorillonit [Al1,67Mg0,33(Na0,33)]Si₄O₁₀(OH)₂
Beidellit Al2,17[Al0,33(Na0,33)]Si3,17O₁₀(OH)₂
Nontronit Fe3+[Al0,33(Na0,33)]Si3,67O₁₀(OH)₂
Hectorit Mg2,67Li0,33(Na0,33)]Si₄O₁₀(OH,F)₂
Saponit Mg3,0[Al0,33(Na0,33)]Si3,67]O₁₀(OH)₂
Sauconit [Zn1,48Mg0,14Al0,74Fe3+] [Al0,99Si3,01] O₁₀(OH)₂X0,33
Beidellit Al2,17[Al0,33(Na0,33)]Si3,17O₁₀(OH)₂
Nontronit Fe3+[Al0,33(Na0,33)]Si3,67O₁₀(OH)₂
Hectorit Mg2,67Li0,33(Na0,33)]Si₄O₁₀(OH,F)₂
Saponit Mg3,0[Al0,33(Na0,33)]Si3,67]O₁₀(OH)₂
Sauconit [Zn1,48Mg0,14Al0,74Fe3+] [Al0,99Si3,01] O₁₀(OH)₂X0,33
sowie Cu2+, Cn2+ oder Ni2+ haltige Typen (X Halogen)
wie Volkoskoit, Medmontit oder Pimelit.
Derartige Tonerden können für sich oder als Gemisch von
2 oder mehreren Tonerden verwendet werden und können die
für diese Naturprodukte üblichen Verunreinigungen enthal
ten, wie sie z. B. in Bentonit üblich sind (= Montmorillo
nite mit Resten Feldspat, Quarz etc.).
Bevorzugt sind die als "Montmorillonit-Typen" beschriebe
nen Tonerden und besonders bevorzugt Montmorillonit
selbst. Bevorzugt sind ferner Alumosilikate des Typs der
Zeolithe.
Bei den erfindungsgemäß einzusetzenden Zeolithen handelt
es sich um kristalline, wasserhaltige Alumosilikate, syn
thetisiert oder natürlich vorkommend, mit Gerüststruktur
(s. D.W. Breck in "Zeolite Molekular Sieves", Wiley In
terscience, 1974, S. 133 bis 180; Ullmanns Enzyklopädie
der technischen Chemie, 4. Aufl., Band 17, S. 9 bis 18,
Verlag Chemie, Weinheim, New York). Bevorzugt sind solche
der nachfolgenden Formel:
M2/nO Al₂O₃ × SiO₂yH₂O
in welcher
M für Protonen oder Metallkationen der Gruppe Ia, IIa,
IIIa, IVa, Va, VIa, VIIa, VIIIa, Ib, IIb, IIIb und
IVb, bevorzugt für Protonen und Metallkationen der
Gruppe Ia, IIa, IVa und IVb, besonders bevorzugt für
Protonen und Ionen Na⁺, K⁺, Cs⁺, Ca⁺, Mg2+, Zn2+,
La3+, Pr3+ und Ce3+ steht
n für die Wertigkeit des Metallkations steht,
x für das Mol-Verhältnis SiO₂/Al₂O₃ steht, wobei x eine Zahl von 1,0 bis 50,0, bevorzugt 2,0 bis 25,0 sein kann und
y für eine Zahl von 0,1 bis 9 steht.
n für die Wertigkeit des Metallkations steht,
x für das Mol-Verhältnis SiO₂/Al₂O₃ steht, wobei x eine Zahl von 1,0 bis 50,0, bevorzugt 2,0 bis 25,0 sein kann und
y für eine Zahl von 0,1 bis 9 steht.
Geeignet für das erfindungsgemäße Verfahren sind Zeolithe
der Struktur A und der Faujasitstruktur (Typ X und Y),
L, ZSM, Mordenit, Offretit, Phillipsit, Sodalith, ferner
zeolithähnliche Materialien wie AlPO′s, SAPO′s und beson
ders geeignet sind Zeolithe der Struktur A, der Faujasit-
Struktur (X, Y-Typ), L, Mordenit, Offretit und ferner
SAPO′s, AlPO′s und MeAPO′s), ganz besonders geeignet sind
Zeolithe der Struktur A der Faujasit-Struktur (X und Y)
und Mordenit.
Aktivkohle im Sinne der Erfindung ist aktivierter Kohlen
stoff, der aus unterschiedlichen, Kohlenstoff liefernden
Vorprodukten hergestellt werden kann. Die Verfahren zur
Aktivierung können ebenfalls recht unterschiedlich sein.
Dabei werden Aktivkohlen erhalten, die BET-Oberflächen
von 200 bis 3000 m²g, bevorzugt 300 bis 2000 m²g, be
sonders bevorzugt 500 bis 1 500 m²/g aufweisen.
Ausgangsmaterialien zur Herstellung von Aktivkohlen sind
beispielsweise Sägemehl und andere Holzabfälle, Stroh,
verschiedene Kohlesorten, wie Bitumen oder Braunkohle,
Nußschalen, Mineralölteere, Lignin, Polysaccharide, Poly
acrylnitril, Knochen, Torf. Ferner können auch Kokspro
dukte aus Braunkohle oder Steinkohle eingesetzt werden.
Bevorzugt sind: Holz, Cellulose, Lignin, Bitumen- und
Braunkohle, Torf oder Steinkohlen- und Braunkohlenkoks.
Die Herstellung der Aktivkohlen sind dem Fachmann bekannt
und in der Literatur beschrieben (Ullmann′s Enzyklopedia
of Industrial Chemistry 5th Ed. Vol A 5, 1986, Seiten 124
bis 140 und die dort zit. Lit.).
Während der Festphasenkondensation ist durch Temperatur
regulierung dafür zu sorgen, daß die suspendierten Teil
chen des kristallinen Oligo- bzw. Polycarbonats nicht
verkleben oder verbacken. Die Reaktionsdauer der Fest
phasenkondensation dauert je nach Art, Molgewicht und
Kristallinität des eingesetzten Oligocarbonates verschie
den lange; im allgemeinen zwischen 2 h und 20 h vorzugs
weise zwischen 4 h und 12 h.
Man erhält nach den erfindungsgemäßen Verfahren der Fest
phasenkondensation in einem organischen Schleppmittel
Polycarbonate mit Mw-Werten von 15 000 bis 200 000, vor
zugsweise 19 000 bis 60 000 und OH-Endgruppengehalten von
weniger als 250 ppm. (Mw ermittelt durch Messung der re
lativen Lösungsviscosität in Dichlormethan).
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen
Polycarbonate fallen in kristalliner Form an und können
durch übliche Verarbeitungsverfahren über die Schmelze
in den amorphen Zustand überführt und zu beliebigen Form
körpern, beispielsweise zu Halbzeugen, Platten, Folien
und Behältern auf den üblichen Maschinen verarbeitet wer
den, welche wie die bekannten thermoplastischen, aroma
tischen Polycarbonate technische Verwendung finden, bei
spielsweise in der Elektroindustrie oder im Kraftfahr
zeugbau.
Vor oder während der Verarbeitung der erfindungsgemäß
erhältlichen Polycarbonate können die üblichen Additive,
wie Stabilisatoren, Entformungsmittel, Flammschutzmittel,
Pigmente, fein zerteilte Mineralstoffe und Faserstoffe
in üblicher Weise und in der üblichen Menge zugesetzt
werden, beispielsweise Alkyl- und Arylphosphite, -phos
phate, -phosphane, niedermolekulare Carbonsäureester,
Halogenverbindungen, Salze, Kreide, Quarzmehl, Glas- und
Kohlenstoffasern.
Weiterhin können den erfindungsgemäß erhältlichen Poly
carbonaten auch andere Polymere zugemischt werden, z. B.
Polyolefine, Polyurethane oder Polystyrole.
Auch diese Gemische können in üblicher Weise hergestellt,
zu Formkörpern verarbeitet werden und in für diese Gemi
sche gekannten Weise technisch verwendet werden.
In einem 2 l-Planschlifftopf mit Heizmantel, Boden
öffnung, Kolonne, Gasein- und -auslaß sowie Intensiv
rührer werden 684,9 g (3 mol) Bisphenol A, 661,3 g
(3,1 mol) Diphenylcarbonat und 8 mg (19,58 mol ppm Na)
Natriumbisphenolat als Katalysator eingetragen. Das
Reaktionsgefäß wird 5 mal mit Stickstoff begast und
evakuiert, um den Luftsauerstoff zu entfernen. Unter
einem leichten Stickstoffstrom heizt man das Reaktions
gefäß auf 250°C und rührt, sobald die Reaktanden aufge
schmolzen sind. Anschließend wird der Druck in einem
Zeitraum von 90 min unter Berücksichtigung einer konti
nuierlichen Destillationsgeschwindigkeit auf 1 mbar
reduziert, so daß nach weiteren 5 min das resultierende
Oligocarbonat eine relative Lösungsviskosität von 1,080
erreicht hat.
Das so erhaltene, abgekühlte Oligocarbonat wird nun in
der Universalmühle der Firma Jahnke und Kunkel GmbH & Co
KG, IKA-Werk, Typ M 20, 30 s gemahlen und anschließend
durch Einbringen in Aceton kristallisiert. Das kristal
line Oligocarbonat wird filtriert und getrocknet.
20 g von diesem Oligomeren werden nun in einem 500 ml
Dreihalskolben mit Innenthermometer und Extraktions
apparatur mit aufgesetztem Rückflußkühler mit 180 g Un
decan versetzt. In die Extraktionsapparatur wird als
Molekularsieb für die Spaltprodukte 10 g Zeolith K-Y
eingesetzt. Nun erhitzt man 1 h 180°C und anschließend
7 h bei 200°C. Man erhält ein kristallines, farbloses
Polycarbonat mit einer relativen Lösungsviskosität (Di
chlormethan, 25°C, 5 g/l) von 1,254.
Wie Beispiel 1, nur wird in der letzten Phase der Oligo
carbonatherstellung anstatt 5 min 8 min Hochvakuum ange
legt. Das resultierenden Oligocarbonat hat eine relative
Lösungsviskosität von 1,110 erreicht.
Dieses Oligocarbonat wird entsprechend der Vorschrift
unter Beispiel 1 umgesetzt. Man erhält ein kristallines,
farbloses Polycarbonat mit einer relativen Lösungsvisko
sität (Dichlormethan, 25°C, 5 g/l) von 1,296.
Wie Beispiel 4, nur wird in der letzten Phase der Oligo
carbonatherstellung anstatt 5 min 2 min Hochvakuum ange
legt. Das resultierende Oligocarbonat hat eine relative
Lösungsviskosität von 1,065 erreicht.
Dieses Oligocarbonat wird entsprechend der Vorschrift
unter Beispiel 1 umgesetzt. Man erhält ein kristallines,
farbloses Polycarbonat mit einer relativen Lösungsvisko
sität (Dichlormethan, 25°C, 5 g/l) von 1,222.
Versuchsdurchführung wie Beispiel 1, nur werden anstatt
20 g Oligocarbonat in der Festphasenpolykondensation 50 g
kristallines Oligocarbonat eingesetzt. Man erhält ein
kristallines, farbloses Polycarbonat mit einer relativen
Lösungsviskosität (Dichlormethan, 25°C, 5 g/l) von 1,248
(Mw = 24 800).
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von aromatischen Polycarbonaten mit Molekulargewichten
(Mw) von 15 000 bis 200 000 und OH-Endgruppengehalten < 250 ppm aus
Diphenolen und Kohlensäurediestern und gegebenenfalls Verzweigern durch
Schmelzeumesterung zu Oligocarbonaten mit einem Mw von 2000 bis 10 000 und
OH-Endgruppengehalten von weniger als 50 Mol-%, aber mehr als 20 Mol-% und
Kristallisation dieser Oligocarbonate, dadurch gekennzeichnet, daß die kristallinen
Oligocarbonate in der festen Phase in Gegenwart eines siedenden organischen
Schleppmittels für die Spaltprodukte der Polykondensation, das die kristallinen
Oligocarbonate nicht löst oder anschmilzt, polykondensiert werden, wobei das
Gewichtsverhältnis vom Schleppmittel zu Oligocarbonat 1 : 99 bis 99 : 1 beträgt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis
95 : 5 bis 20 : 80 beträgt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis
90 : 10 bis 30 : 70 beträgt.
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