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Title:
AROMATIC COPOLYAMIDES, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME AND THEIR USE FOR PRODUCING SHAPED STRUCTURES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1992/014775
Kind Code:
A1
Abstract:
An aromatic copolyamide that can be dissolved in an organic solvent is disclosed, as well as a process for producing it. The copolyamide has at least 90 mol % repetitive structural units (I), (II), (III), and 0 to 5 mol % terminal groups having the structural units (IV). The sum of the molar proportions of (II) and (III) lies in a ratio comprised between 0.9:1 and 1.1:1 to the molar proportion of (I). At the same time the mutual ratio between the molar proportions of (II) and (III) is comprised between 60:40 and 10:90. These copolyamides are suitable for producing shaped bodies or coatings, as well as for producing fibres, membranes and foils.

Inventors:
DELIUS ULRICH M (DE)
KREUDER WILLI (DE)
WIESNER MATTHIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP1992/000392
Publication Date:
September 03, 1992
Filing Date:
February 25, 1992
Export Citation:
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Assignee:
HOECHST AG (DE)
International Classes:
C08G69/26; C08G69/28; C08G69/32; C08G69/46; C09D177/00; C09D177/10; D01F6/60; D01F6/80; (IPC1-7): C08G69/26; C08G69/32
Foreign References:
EP0256606A11988-02-24
Other References:
Chemical Abstracts, Band 83, Nr. 14, 6. Oktober 1975, Columbus, Ohio, US; P.M. Heertjes et al.: "Polycondensation products of 2,5-furandicarboxylic acid", siehe Seite 2, Zusammenfassung 114977t, & Delft Progr. Rep. Ser. A, 1974, 1(2), 59-63
Chemical Abstracts, Band 75, Nr. 16, 18. Oktober 1971, Columbus, Ohio, US; M.G. Grishkova et al.: "Synthesis of 2,5-furandicarboxylic acid-based polyamides by equilibrium polycondensation", siehe Seite 1, Zusammenfassung 98835x, & Fiz. Khim. Khim. Tekhnol. 1969, 240-4
Chemical Abstracts, Band 75, Nr. 6, 9. August 1971, Columbus, Ohio, US; K.A. Malyshevskaya et al.: "Synthesis of mixed polyamides based on 2,5-furandicrboxylic acid", siehe Seite 2, Zusammenfassung 36732c, & Fiz. Khim. Khim. Tekhnol., Sb. Mater, Nauch.-Tekh. Konf. Rab. Nauki Proizvod. 1968, (Publ. 1969), 237-9
Attorney, Agent or Firm:
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 80 03 20, Frankfurt am Main 80, DE)
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Claims:
Patentansprüche:
1. Aromatisches, in organischen Lösungsmitteln lösliches Copolyamid, dadurch gekennzeichnet, daß es zu mindestens 90 Mol% die wiederkehrenden Struktureinheften (I), (II) und (III) o o \ NH Ar 1 NH / I CI Ar 2 l ( III ) und 0 bis 5 Mol% Endgruppen der Struktureinheiten (IV) R 11 « C ( IV) aufweist, worin die Symbole Ar1, Ar2 und R1 folgende Bedeutung haben: Ar1 bedeutet einen zweiwertigen mit gegebenenfalls ein oder zwei verzweigten oder unverzweigten C, bis C4 Alkyl oder Alkoxyresten, Aryl oder Aryloxyresten substituierten oder unsubstituierten gegebenenfalls S02 oder CO verbrückten C C4 aromatischen Rest, wobei die Amingruppen sich an nicht benachbarten Ringkohlenstoff atomen befinden; Ar2 bedeutet einen zweiwertigen mit gegebenenfalls ein oder zwei verzweigten oder unverzweigten 0,04 Alkyl oder 0,04 Alkoxyresten, Aryl oder Aryloxyresten, C, bis C6 Perfluoralkyl oder Perfluoralkoxyresten oder mit Fluor, Chlor, Brom oder Jod substituierten oder unsubstituierten aromatischen Rest, wobei Ar1 und Ar2 gleich oder verschieden und unabhängig voneinander sind und R1 für eine gegebenenfalls halogensubstituierte C, bis C10 Alkylgruppe oder einen Rest der Struktur (V) steht, worin R2 Wasserstoff oder Halogen oder ein verzweigter oder unverzweigter Alkyl oder Alkoxyrest oder ein Aryl oder Aryloxyrest ist und die Summe der molaren Anteile von (II) und (III) zum molaren Anteil von (I) im Verhältnis von 0,9 : 1 bis 1,1 zu 1 stehen und gleichzeitig die molaren Anteile von (II) und (III) zueinander im Verhältnis von 60 : 40 bis 10 : 90 stehen.
2. Aromatisches Copolyamid nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses eine intrinsische Viskosität im Bereich von 1,0 bis 5,0 dl/g besitzt.
3. Aromatisches Copolyamid nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Struktureinheit II, Einheiten enthält, die sich von Terephthalsäure und/oder Isophthalsäure ableiten.
4. Aromatisches Copolyamid nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Struktureinheit I, Einheiten enthält, die sich von einem substituierten oder unsubstituierten Phenylendiamin ableiten.
5. Verfahren zur Herstellung des aromatischen Copolyamids gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten (VI), (VII) und (VIII), worin Ar1 und Ar2 die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben und X für ein Chloratom oder eine Hydroxylgruppe steht, in einem organischen Lösungsmittel, bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis +120°C, miteinander polykondensiert werden, wobei die Komponenten (VII) und (VIII) in einem molaren Verhältnis von 60 : 40 bis 10 : 90 zueinander stehen und deren Anteil, bezogen auf den Anteil der Komponente (I), 90 bis 110 Mol% beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die endständigen Aminogruppen des aromatischen Copolyamids durch Zugabe eines Monocarbonsäurechlorids oder Anhydrids der Formel (IX), II R1 C Y (IX) wobei Y Chlor oder eine Gruppe OCR1 bedeutet und R1 die vorstehend genannte Bedeutung hat, abgesättigt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Monocarbonsäurechlorid oder Anhydrid der Formel (IX) in einer Konzentration, die im Bereich von 0 bis 5 Mol% liegt, bezogen auf das aromatische Copolyamid, zugegeben wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionslösung Halogenidsalze von Metallen der ersten und/oder zweiten Gruppe des periodischen Systems der Elemente zur Löslichkeitssteigerung zugegeben werden.
9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als organische Lösungsmittel solche eingesetzt werden, die Amidbindungen enthalten, vorzugsweise Dimethylacetamid, NMethylpyrrolidon, Dimethylformamid oder NMethylcaprolactam.
10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionslösung als säurebindende Zusatzstoffe Alkali oder Erdalkalioxide oder hydroxide oder Verbindungen der Formeln (X), (XI) oder (XII) zugesetzt werden, worin R4, R5, R6, R7 und R8 gleich oder verschieden sind und unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppe bedeuten.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der säurebindende Zusatzstoff zu einer Lösung von (VI) in einem Polyamid Lösungsmittel gegeben wird und diese Lösung anschließend mit den Komponenten (VII) und (VIII) polykondensiert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 5 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß nach Ende der Polykondensation ein säurebindender Zusatzstoff, vorzugsweise Lithiumhydroxid oder Calciumoxid, zugesetzt wird.
13. Verwendung der Copolyamide gemäß Anspruch 1, zur Herstellung von Formkörpern oder für Beschichtungen.
14. Verwendung der Copolyamide gemäß Anspruch 1, zur Herstellung von Fasern, Membranen und Folien.
Description:
Beschreibung

Aromatische Copolyamide, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zur Herstellung von geformten Gebilden

Aromatische Polyamide sind bekannt als Materialien mit hoher mechanischer, chemischer und thermischer Stabilität. Fasern und Folien aus diesen Materialien zeigen hohe Festigkeiten und hohe Anfangsmoduli (Elastizitätsmodul), was sie für technische Einsatzgebiete, z. B. zur Verstärkung von Kunststoffen oder als Filtermaterialien, besonders geeignet macht.

Die Herstellung derartiger Polymere erfolgt üblicherweise durch Umsetzung aromatischer Diamine mit aromatischen Dicarbonsäurechloriden in aprotischen organischen Lösungsmitteln vom Amid-Typ, beispielsweise N,N-Dimethylacetamid (DMAc) oder N-Methylpyrrolidon (NMP), wobei zur Verbesserung der Löslichkeit gegebenenfalls Alkali- oder Erdalkalichloride zugesetzt werden und der gebildete Chlorwasserstoff anschließend beispielsweise mit Calciumoxid neutralisiert wird (DE - A - 19 29 713, DE - B - 22 19 703).

Die Herstellung und Verarbeitung solcher Polyamide erweist sich jedoch als sehr aufwendig. Wegen ihrer schlechten Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln, auch noch in Gegenwart von organischen Salzen wie üthiumchlorid oder Calciumchlorid als Lösungsvermittler, fällt das Polymer bereits kurz nach seiner Bildung aus dem Reaktionsmedium aus. Es muß isoliert, gewaschen und getrocknet und dann erneut in einem für die Verarbeitung geeigneten Lösungsmittel gelöst werden.

Das Verspinnen dieser Polymere erfolgt bevorzugt aus konzentrierter Schwefelsäure, was jedoch besondere Probleme bei der Handhabung (Arbeitssicherheit, Korrosion) und bei der Entsorgung verursacht.

Schwerlösliche Polyamide, wie Poly(p-phenylen-terephthalamid), besitzen von den aromatischen Bausteinen ausgehende parallel oder koaxial zueinander angeordnete Bindungen. Zur Erzielung einer besseren Löslichkeit, besteht die Möglichkeit Co- monomere einzusetzen, die zur Unterbrechung des parallelen bzw. koaxialen Bindungsverlaufs entlang der Polymerketten dienen sollen.

So lassen sich aromatische Copolyamide aus Terephthalsäure, p-Phenylendiamin und 3,4'-Diaminodiphenylether aus den bei dem Herstellungsprozess anfallenden Lösungen von NMP zu Fasern und Folien mit guten Festigkeiten verarbeiten. Die Synthese von 3,4'-Diaminodiphenylether sowie dessen Reinigung ist jedoch aufgrund der asymmetrischen Struktur sehr aufwendig. Technisch einfachere Modifizierungen von Poly(p-phenylen-terephthalamid), beispielsweise durch den Einbau von meta-Verknüpfungseinheiten (z.B. m-Phenylendiamin) haben eine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften zur Folge (DE - B - 30 07 063).

Es ist ferner bekannt, daß sich Polyamide aus p-Phenylendiamin und 2,5-

Furandicarbonsäurederivaten aus NMP unter Zusatz von Üthiumchlorid zu Fasern und Folien verarbeiten lassen (EP - A - 0 256 606). Die Monomere werden hierbei direkt in Gegenwart von Phosphorigsäure-triphenyiester und Pyridin miteinander polymerisiert.

Die enthaltenen Polymere besitzen inhärente Viskositäten von über 1,5 dl/g

(gemessen bei 30 °C in 98 %iger Schwefelsäure).

Ein alternatives Syntheseverfahren zur Herstellung von PoIy(p-phenylen-2,5-furandicarbonamid), welches ohne ökologisch bedenkliche bzw. oftmals als giftig angesehene Zusätze, wie Phosphorverbindungen oder Pyridin auskommt, wird in Polymer Communications, 2£, 246 - 249 (1985) beschrieben. Die auf diesem Wege erhaltenen Produkte besitzen jedoch im Gegensatz zu den über eine direkte Polykondensation erhaltenen Produkten wesentlich niedrigere inhärente Viskositäten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein aromatisches Copolyamid zu finden, welches vergleichbar gute mechanische Eigenschaften wie Poly(p-phenylen-terephthalamid) besitzt, eine sehr gute Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln aufweist und sich aus diesen Lösungen direkt zu qualitativ hochwertigen Fasern und Folien verarbeiten läßt, wobei das Verfahren zur Herstellung dieser Polyamide ökonomisch und ökologisch günstig sein soll und als Ausgangsstoffe leicht zugängliche Diamine und Dicarbonsäurederivate eingesetzt werden sollen.

Die Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gelöst. Die Erfindung betrifft ein aromatisches in organischen Lösungsmitteln lösliches Copolyamid, welches zu mindestens 90 Mol % die wiederkehrenden Struktureinheiten (I), (II) und (III)

\ / o o

\ NH - Ar 1 - X NTIH/ - C ' - Ar 2^ - C il -

( I ) ( II )

( III ) und 0 bis 5 Mol % Endgruppen der Struktureinheiten (IV)

o

( IV)

aufweist. Die Symbole Ar 1 , Ar 2 , und R 1 haben folgende Bedeutung:

Ar 1 bedeutet einen zweiwertigen mit gegebenenfalls ein oder zwei verzweigten oder unverzweigten C C 4 -Alkyl- oder C^C^AIkoxyresten, Aryl- oder Aryloxyresten substituierten oder unsubstituierten gegebenenfalls -S0 2 - oder -CO- verbrückten C^d aromatischen Rest, wobei die Amingruppen sich an nichtbenachbarten Ringkohlenstoffatomen befinden,

Ar 2 bedeutet einen zweiwertigen mit gegebenenfalls ein oder zwei verzweigten oder unverzweigten C^C^-Alkyl- oder Alkoxyresten, Aryl- oder Aryloxyresten, C^C ß -Perfluoralkyl- oder Perfluoralkoxyresten oder mit Fluor, Chlor oder

Brom substituierten oder unsubstituierten aromatischen Rest.

Ar 1 und Ar 2 können unabhängig voneinander gleich oder verschieden sein.

R 1 steht für eine gegebenenfalls halogensubstituierte C^C^-Alkylgruppe oder einen Rest der Struktur (V)

worin R 2 Wasserstoff oder Halogen oder ein verzweigter oder unverzweigter Alkyl- oder Alkoxyrest oder ein Aryl- oder Aryloxyrest ist. Die Summe der molaren Anteile von (II) und (III) zum molaren Anteil von (I) stehen hierbei im Verhältnis von 0,9 : 1 bis 1,1 : 1, wobei gleichzeitig die molaren Anteile von (II) und (III) zueinander im Verhältnis von 60 : 40 bis 10 : 90 stehen.

Zur Herstellung der Copolyamide gemäß der Erfindung eignen sich folgende Verbindungen:

a.) Diaminderivate der Formel (VI)

H 2 N-Ar 1 -NH 2

(VI) wie beispielsweise para-Phenylendiamin 2-MethyI-para-Phenylendiaminbenzidin

3,3'-Dimethylbenzidin

Naphthylen-2,6-diamin

4,4'-Diaminodiphenylether

1 ,4-Bis-(4-aminophenoxy)-benzol

1,4-Bis-(4-aminophenylisopropyl)-benzol

4,4'-Diaminodiphenylsulfon

b.) Dicarbonsäurederivate der Formel (VII)

o 0

II II

X - C - Ar' C - X

(VII)

wobei X eine Hydroxylgruppe oder Chlor darstellt.

Zu Verbindungen der Formel (VII) zählen zum Beispiel

Terephthalsäure

Terephthalsäuredichlorid

Isophthalsäure

Isophthalsäuredichlorid

2-Chlorterephthalsäure

2-Chlorterephthalsäurechlorid

Naphthalin-2,6-dicarbonsäure

Naphthalin-2,6-dicarbonsäurechlorid

wobei bevorzugt Dicarbonsaurechloride verwendet werden und

c.) Furandicarbonsäurede

(VIII )

(X hat die oben genannte Bedeutung) Beispiele für Verbindungen der Formel (VIII) sind:

2,5-Furandicarbonsäure und 2,5-Furandicarbonsäurechlorid

Die Herstellung der erfindungsgemäßen aromatischen Copolyamide erfolgt durch Lösungskondensation von Mischungen aus (VII) und (VIII) mit (VI) in bekannten Polyamidlösungsmitteln. Unter Polyamidlösungsmrtteln werden polare aprotische Lösungsmittel verstanden, die Amidbindungen enthalten, wie z. B. Dimethylacetamid (DMAc), Dimethylformamid (DMF) und Lactame, wie beispielsweise N-Methylpyrrolidon N-Methylcaprolactam. Die Komponenten (VII) und (VIII) stehen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem molaren Verhältnis von 60 : 40 bis 10 : 90 zueinander, wobei deren Anteil, bezogen auf den Anteil der Komponente (VI), 90 bis 110 Mol-%, vorzugsweise 100 Mol-%, beträgt. Die Säurechloride (VII) und (VIII) werden dem Reaktionsansatz bevorzugt als homogene Mischung, besonders bevorzugt als Lösung der beiden Komponenten in einem Teil des für die Polykondensation verwendeten Lösungsmittels zugegeben. Die Komponenten (VI), (VII) und (VIII) werden bei Temperaturen im Bereich von -20 bis 120°C, vorzugsweise im Bereich von 0 bis 100°C, besonders bevorzugt im Bereich von 10 bis 90 °C, miteinander polykondensiert. Gegebenenfalls werden diesen Lösungsmitteln in bekannter Weise zur Erhöhung der Lösefähigkeit, bzw. zur Stabilisierung der Copolyamidlosungen, Halogenidsalze von Metallen der ersten und/oder zweiten Gruppe des periodischen Systems der Elemente zugesetzt. Bevorzugte Zusätze sind Calciumchlorid und/oder üthiumchlorid.

Die endständigen Aminogruppen des aromatischen Copolyamids können durch Zugabe eines Monocarbonsäurechlorids oder -Anhydrids der Formel (IX)

O I.

- C -

( IX)

worin Y = Chlor oder eine Gruppe -O-C- RR 1 ist und R 1 die vorstehend genannte Bedeutung hat, abgesättigt werden. Als derartige Kettenverschlußmittel eignen sich beispielsweise Benzoylchlorid, Fluorbenzoylchlorid, Diphenylcarbonsäurechlorid, Phenoxy benzoylchlorid, Essigsäureanhydrid, Chloressigsäureanhydrid und Propionsäureanhydrid.

Derartige Kettenverschlußmittel können gegebenenfalls am aromatischen Kern substituiert sein, vorzugsweise mit Fluor- oder Chloratomen. Bevorzugt wird Benzoylchlorid eingesetzt.

Die Polykondensationsreaktion wird vorzugsweise so ausgeführt, daß nach Abschluß der Reaktion 2 bis 20, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-% an Polykondensat in der Lösung vorliegen.

Die Absättigung der an den Enden der Polymerkette befindlichen Aminogruppen erfolgt üblicherweise nachdem die Lösung des gebildeten Polymers die gewünschte Viskosität erreicht hat, durch Zugabe eines monofunktionellen Säurechlorids oder eines Säureanhydrids der Formel (IX).

In einer bevorzugten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens wird dem Reaktionsgemisch zur Neutralisation des bei der Reaktion entstehenden Chlorwasserstoffs eine mindestens äquivalente Menge eines oder mehrerer säurebindender anorganischer oder organischer Zusatzstoffe zugegeben. Beispiele für derartige Zusätze sind Alkali- und Erdalkalioxide und -hydroxide, z.B. Lithiumhydroxid und Calciumoxid sowie Verbindungen der Formeln (X), (XI) und (XII), wie Propylenoxid, Ammoniak, Triethylamin und Pyridine bzw. in 2-, 3- oder 4- Stellung substituierte Pyridine.

R*. R 5 , R 6 , R 7 und R 8 sind in Verbindungen der Formeln (X), (XI) und (XII) gleich oder verschieden und unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppe, vorzugsweise eine C, bis C 3 Alkylgruppe. Für den Fall, daß Lithiumhydroxid, Calciumoxid oder Ammoniak verwendet wird, wird das Neutralisationsmittel bevorzugt erst nach Ende der Polykondensation zugegeben.

In einer werteren bevorzugten Ausführungsform wird eine Verbindung der Formel (VI) und eine mindestens äquivalente Menge, vorzugsweise 100 bis 120 Mol-% bezogen auf (VI), einer der Verbindungen (X), (XI) oder (XII) mit einer Mischung von (VII) und (VIII) polykondensiert und nach Abschluß der Polykondensation eine ebenfalls mindestens äquivalente Menge eines Alkali- oder Erdalkalioxids oder - hydroxids zugegeben.

Auf diese Weise wird die zuerst zugegebene säurebindende Komponente (X), (XI), (XII) zum größten Teil wieder freigesetzt und kann, beispielsweise durch Destillation, wieder zurückgewonnen werden.

Gegebenenfalls werden den Lösungen geeignete Mengen an Additiven zugesetzt. Beispiele sind Lichtstabilisatoren, Antioxidationsmittel, Flammschutzmittel, Antistatika, Farbstoffe, Farbpigmente oder Füllstoffe. Zur Isolierung der Copolyamide können die Lösungen mit einem Fällungsmittel versetzt und das coagulierte Produkt abfiltriert werden. Als Fällungsmittel eignen sich beispielsweise: Wasser, vorzugsweise mit Säurezusätzen, wie Salzsäure oder Essigsäure, Gemische aus Wasser und aprotischen Lösungsmitteln, wie DMF, DMAc und NMP sowie Methanol.

Die intrinsischen Viskositäten (= Staudinger Index) liegen bei den Copolyamiden, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, im Bereich von 1,0 bis 5,0 dl/g, bevorzugt im Bereich von 1,0 bis 3,0 dl/g.

Unter intrinsischer Viskosität ([η] 0 ) versteht man folgende Beziehung:

[η] 0 = lim (In LIS!) c→O η rel = relative Viskosität c = Lösungskonzentration in g/dl

Zur Herstellung von geformten Gebilden aus den erfindungsgemäßen Copolyamiden werden die erhaltenen Lösungen filtriert, entgast und in bekannter Weise zu Fäden, Fasern, Folien, Membranen oder auch Beschichtungen verarbeitet. Beispielsweise können Fasern durch Einsatz einer Naßspinnanlage hergestellt werden, wo die Polymerlösung durch geeignete Düsen in ein Fällbad ausgepreßt wird, die erhaltenen Fäden durch Waschbäder gezogen und bei höherer Temperatur verstreckt werden. Als Fällbäder eignen sich wäßrige Lösungen von Amid-Lösungsmitteln wie N-Methylpyrrolidon, u. U. auch wäßrige Salzlösungen wie Calciumchloridlösungen.

Bei der Herstellung von Fäden, Fasern und Folien beinhaltet die Verstreckung eine geringe Naßverstreckung und eine höhere Kontaktverstreckung. Zur Kontaktverstreckung werden die Filamente beispielsweise über heiße Platten ("Bügeleisen") mit einer Oberflächentemperatur im Bereich von 250 °C bis 450 °C gezogen.

Beispiele:

Die intrinsischen Viskositäten wurden in NMP unter Zusatz von 2,0 % Lithiumbromid bei 25 °C gemessen.

Beispiel 1

Aromatisches Copolyamid aus 100 Mol-% p-Phenylendiamin, 50 Mol-% 2,5-FurandicarbonsäurechIorid und 50 Mol-% Terephthalsäuredichlorid.

In einem 300 ml fassenden Reaktionsgefäß wurden eine Lösung von 13,52 g p-Phenylendiamin (0,125 Mol) und 9,2 g Üthiumchlorid in 175 ml N- Methylpyrrolidon (NMP) sowie 34,95 g 2-Picolin vorgelegt. Bei einer Temperatur von +5°C wurde unter Rühren und N 2 -Überlagerung eine Lösung von 12,15 g 2,5-Furandicarbonsäuredichlorid (0,063 Mol) und 12,79 g Terephthalsäuredichlorid (0,063 Mol) in 44 ml NMP zugesetzt. Alle Substanzen waren vorher sorgfältig gereinigt und getrocknet worden. Das Gemisch wurde unter Rühren innerhalb von 30 Min. auf 70 °C erwärmt und 120 Min. bei dieser Temperatur nachkondensiert. Anschließend wurden 0,7 g Benzoylchlorid (0,005 Mol) zugesetzt und für weitere 30 Minuten gerührt. Die resultierende Lösung wurde filtriert und in einen Überschuß 2 %iger Salzsäure eingetropft. Das ausgefallene Polymer wurde 4mal mit 70 °C warmen Wasser und 3mal mit Aceton gewaschen und 24 Stunden bei 120°C im Vakuum getrocknet. Die intrinsische Viskosität betrug 2,05.

Beispiel 2

Aromatisches Copolyamid aus 100 Mol-% p-Phenylendiamin, 65 Mol-% 2,5-Furandicarbonsäurechlorid und 35 Mol-% Terephthalsäuredichlorid.

Die Polykondensation nach Beispiel 1 wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß eine Lösung von 15,99 g Furandicarbonsäurechlorid (0,083 Mol) und 9,06 g Terephthalsäurechlorid (0,045 Mol) in 43 ml NMP anstelle der oben aufgeführten Lösung dieser Verbindungen verwendet wurde. Die intrinsische Viskosität des Polymers betrug 1,25.

Beispiel 3

Aromatisches Copolyamid aus 100 Mol-% p-Phenylendiamin, 85 Mol-% 2,5-Furandicarbonsäurechlorid und 15 Mol-% Terephthalsäuredichlorid.

In einem 3 I fassenden Reaktionsgefäß wurde eine Lösung von 108,1 g p-Phenylendiamin (1,0 Mol) und 73,6 g üthiumchlorid in 1400 ml NMP sowie 279,4 g 2-Methylpyridin (3,0 Mol) vorgelegt. Bei einer Temperatur von 5°C wurde unter Rühren in einer Stickstoffatmosphäre eine Lösung von 16,60 g Furandicarbonsäurechlorid (0,86 Mol) und 31,1 g Terephthalsäuredichlorid (0,153 Mol) in 327 ml N-Methylpyrrolidon zugegeben. Alle Komponenten waren vorher sorgfältig gereinigt und getrocknet worden. Das Gemisch wurde unter Rühren und Überlagerung mit Stickstoff innerhalb von 20 Minuten auf 70°C erwärmt und 90 Min. bei dieser Temperatur nachkondensiert. Anschließend wurden 5,6 g Benzoylchlorid (0,04 Mol) zugesetzt. Nach weiteren 30 Min. Reaktionszeit wurde aus der resultierenden Lösung das Polymer isoliert, wie unter Beispiel 1 beschrieben. Die intrinsische Viskosität betrug 1 ,06.

Beispiel 4

Aromatisches Copolyamid aus 100 Mol-% p-Phenylendiamin, 50 Mol-% 2,5-Furandicarbonsäuredichlorid und 50 Mol-% Terephthalsäuredichlorid

In einem 3 I fassenden Reaktionsgefäß wurde eine Lösung von 81,1 g p-Phenylendiamin (0,75 Mol) und 81 g üthiumchlorid in 2000 ml N-Methylpyrrolidon (NMP) vorgelegt. Bei einer Temperatur von 5°C wurde unter Rühren in einer Stickstoffathmosphäre eine Lösung von 72,37 g 2,5-Furandicarbonsäuredichlorid (0,375 Mol) und 76,13 g Terephthalsäuredichlorid (0,375 Mol) in 200 g NMP zugegeben. Alle Komponenten waren vorher sorgfältig gereinigt und getrocknet worden.

Das Gemisch wurde unter Rühren und Stickstoff-Überlagerung innerhalb von 60 min auf 70 °C erwärmt und 90 min bei dieser Temperatur weiterkondensiert. Anschließend wurden 5,6 g Benzoylchlorid (0,04 Mol) und nach weiteren 20 min eine Suspension von 49,1 g Calciumoxid (0,90 Mol) in 30 ml NMP zugesetzt. Es erfolgten 20 min Nachrühren bei 70 °C, Filtration und Entgasung. Die resultierende Lösung enthielt 6,6 Gew.-% Copolyamid, 3,05 Gew.-% Lithiumchlorid und 3,13 Gew.-% Calciumchlorid.

Ein Teil der Lösung wurde in einen Überschuß Wasser eingetropft. Das ausgefallene Polymer wurde 4 mal mit 70 °C warmem Wasser und 3 mal mit Aceton gewaschen und 24 Stunden bei 120°C im Vakuum getrocknet. Die intrinsische Viskosität betrug 2,71.

Die restliche Lösung wurde naß zu Fasern gesponnen. Dazu wurde sie aus einer Düse mit 100 Öffnungen von jeweils 0,06 mm in ein waagrecht angeordnetes Koagulationsbad, bestehend aus einer 73°C warmen Lösung von NMP in Wasser, mit einer Geschwindigkeit von 16,0 m/min ausgesponnen. Die erhaltenen Fäden wurden durch zwei Wasserbäder, eine Waschmaschine, über eine Trockengalette von 178°C und schließlich über ein Bügeleisen von 407 °C mit einer Geschwindigkeit von 42 m/min abgezogen.

Der Einzelfilamenttiter betrug 0,36 dtex (DIN 53830) die feinheitsbezogene Höchstzugkraft 26 cN/tex bei einer Höchstzugkraftdehnung von 1,1 % (DIN 53834, Teil 1).

Das Anfangsmodul betrug 28 N/tex. Er wurde aus der Steigung des Kraft- Dehnungs-Diagramms zwischen 0,3 und 0,5 % Dehnung ermittelt.

Vergleichsbeispiel 1

Aromatisches Polyamid aus 100 Mol-% p-Phenylendiamin und 100 Mol-% 2,5-Furandicarbonsäurechlorid.

Die Polykondensation nach Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß eine Lösung von 24,12 g Furandicarbonsäuredichlorid (0,125 Mol) in 37 ml N-Methylpyrrolidon anstelle der Lösung des Gemisches von Furandicarbonsäredichlorid und Terephthalsäuredichlorid verwendet wurde. Die intrinsische Viskosität des Polymers betrug lediglich 0,49.

Vergleichsbeispiel 2

Aromatisches Polyamid aus 100 Mol-% p-Phenylendiamin und 100 Mol-% 2,5-Furandicarbonsäure durch direkte Polykondensation mit Triphenylphosphit und 3-Methylpyridin.

In einem 2 I fassenden Reaktionsgefäß wurden 12,98 g p-Phenylendiamin (0,120 Mol), 19,27 g Furandicarbonsäure (0,123 Mol) und 82 g Triphenylphosphit (0,264 Mol) vorgelegt. In einer Stickstoffatmosphäre wurden 134 g 2-Methylpyridin (1 ,44 Mol) und 600 ml NMP zugegeben, in welchem vorher 9,2 g üthiumchlorid und 35 g Calciumchlorid gelöst worden waren. Alle Substanzen waren vorher sorgfältig gereinigt und getrocknet worden. Unter Rühren wurde das Gemisch für 35 Stunden auf 90° C erwärmt. Die resultierende Lösung wurde nach Erhalten in 6 I 2 %ige Salzsäure eingerührt. Das ausgefallene Polymer wurde 4mal mit 70 °C warmem Wasser und 3mal mit Aceton gewaschen und für 24 Stunden bei 120°C im Vakuum getrocknet. Die intrinsische Viskosität betrug lediglich 0,33.

Vergleichsbeispiel 3

Aromatisches Copolyamid aus 100 Mol-% p-Phenylendiamin, 15 MQI-% 2,5-Furandicarbonsäurechiorid und 85 Mol-% Terephthalsäuredichlorid.

Die Polykondensation nach Beispiel 1 wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß 3,69 g 2,5-Furandicarbonsäurechlorid (0,019 Mol) und 21,60 g Terephthalsäuredichlorid (0,016 Mol) eingesetzt wurden. Im Gegensatz zu Beispiel 1 bildete das Reaktionsgemisch keine klare Lösung, sondern einen gelben pastösen Brei. Nachdem die Temperatur auf 80 °C erhöht worden war, wurden die im Ansatz befindliche Menge an üthiumchlorid um 14,55 g erhöht (insgesamt 9,5 Gew.-%, bezogen auf NMP). Anschließend lag immer noch ein Brei aus ungelöstem Material vor. Das Reaktionsgemisch wurde in einen Überschuß 2 %iger Salzsäure eingerührt. Der resultierende Feststoff wurde weiterbehandelt, wie unter Beispiel 1 beschrieben. Die Messung der intrinsischen Viskosität ergab einen Wert von lediglich 0,2.