11.2. Мономеры для полиамидов, получаемых поликонденсацией дикарбоновых кислот и диаминов

Для получения таких полиамидов используют различные дикарбоновые кислоты и их производные, а также алифатические и ароматические диамины. Широкий выбор мономеров позволяет получать полиамиды с различными свойствами.

Значительное влияние на результат реакции поликонденсации оказывает склонность мономеров к образованию циклов, которая зависит от числа атомов углерода, азота и других элементов, находящихся между функциональными группами кислого амидоамина – продукта первой стадии поликонденсации. По У. Карозерсу технически ценные продукты получаются из таких диаминов и дикарбоновых кислот, в которых число имеющихся СН₂-групп в сумме составляет, по меньшей мере, девять. Склонность таких соединений к образованию низкомолекулярных циклических имидов незначительна. Низшие дикарбоновые кислоты и низшие первичные диамины, по-видимому, не могут быть ипользованы в реакции поликонденсации вследствие легкости образования циклов:

Важный фактор, который необходимо учитывать при оценке результатов поликонденсации, - устойчивость функциональных групп мономера в условиях реакции. Так, склонность дикарбоновых кислот алифатического ряда к декарбоксилированию является препятствием для применения их в качестве мономера. В табл. 11.2 показано, что стабильность дикарбоновых кислот возрастает с увеличением длины углеводородной цепи, причем кислоты с четным числом метиленовых групп более устойчивы, чем кислоты с нечетным числом.

Соотношение исходных компонентов, используемых для реакции поликонденсации, влияет на молекулярную массу и качество полимера. Наилучшие результаты получаются при эквимольном соотношении мономеров. Избыток одного из них, даже в количестве 1%, увеличивает содержание низкомолекулярных продуктов конденсации. Поэтому для поликонденсации часто берут не смеси дикарбоновых кислот и диаминов, а их среднюю соль.

Отмеченные выше ограничения по использованию для поликонденсации с образованием волокнообразующих материалов алифатических дикарбоновых кислот и алифатических диаминов привели к тому, что лишь немногие из них применяются на практике. В настоящее время в промышленном масштабе производятся лишь полигексаметиленадипамид (полиамид-6,6), полигексаметиленсебацинамид (полиамид-6,10), полиамид-6,8, а также полиамид-6,9.

Волокнообразующими свойствами обладают также полиамиды, содержащие в основной цепи различные гетероатомы – кислород, серу, азот. Однако по своим физико-механическим свойствам такие полиамиды уступают описанным ранее.

11.2.1. Получение адипиновой кислоты

Полиамид-6,6 получают поликонденсацией соли адипиновой кислоты и гексаметилендиамина (соль АГ):

Адипиновую кислоту широко применяют в качестве исходного мономера для производства полиамидов, полиэфиров и полиуретанов. Методы синтеза адипиновой кислоты основаны на реакциях окисления циклогексана, циклогексанола, циклогексена различными окислителями, а также на реакциях озонолиза циклогексена и других ненасыщенных соединений. Адипиновую кислоту можно также получить из фурфурола через дихлорбутан и адипонитрил, карбонилированием тетрагидрофурана и другими способами.

В промышленности адипиновую кислоту преимущественно получают из циклогексана или фенола.