Studies on polymerization and depolymerization of ϵ-caprolactam polymer. III.. On the reactions at the initial stage of the ϵ-caprolactam polymerization

The rate of reaction of the compound having COOH, NH2, COO−,NH 3+ or H+ with ϵ‐caprolactam was studied and the catalytic function in the ϵ‐caprolactam polymerization was ascertained to be due to, only amino or ammonium cation residues, or hydrogen cation. The catalytic effect of amino acid is greater as amino‐ and carboxyl‐residues are subjected to less ionic interaction, i. e., they are apart from each other in a molecule. As such a intramolecular ionic interaction is considered to be related to the electric conductivity, that of the said compound in water, in aqueous solution of 80% ϵ‐caprolactam, or in pure molten ϵ‐caprolactam was measured. Furthermore, initial reaction products were analyzed by paperchromatography. From these experiments, it has been concluded that the reaction of ϵ‐caprolactam with the chain molecule becomes more rapid as the chain molecule grows, therefore the reactivity of the functional end‐group depends on the chain length, especially in the range of chain oligomers. Das Maß der Reaktion von ϵ‐Caprolactam mit einer Verbindung, die COOH, NH2, COO−, NH 3+ oder H+ enthält, wurde untersucht. Es wurde festgestellt, daß eine katalytische Wirkung bei der Polymerisation des ϵ‐Caprolactams nur Amino‐ bzw. Ammoniumkation‐Gruppierungen oder H+‐Kationen zuzuschreiben ist. Die katalytische Wirkung von Aminosäuren ist um so größer, je weniger die Amino‐ und die Carboxylgruppen in ihnen in Wechselwirkung treten, d. h. je weiter sie voneinander im Molekül entfernt sind. Da eine intramolekulare Wechselwirkung sich in der elektrischen Leitfähigkeit der Substanz zeigt, wurde diese bei den genannten Verbindungen in Wasser, in wäßriger Lösung von 80% ϵ‐Caprolactam und in reinem, geschmolzenem ϵ‐Caprolactam bestimmt. Es wurden ferner die Anfangs‐Reaktionsprodukte mit Hilfe der Papierchromatographie analysiert. Aus diesen Versuchen wird geschlossen, daß die Reaktion des ϵ‐Caprolactams mit dem Kettenmolekül mit wachsender Kette ‐schneller wird, die Reaktivität der funktionellen Endgruppe also von der Kettenlänge abhängt, besonders im Bereich der Oligomeren.