Способ получения раствора для формования волокон и пленок

Способ получения раствора для формования волокон и пленок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 309381 (2> ) 3306 382/23-05

Союз Советскик

Социалистических

Республик

«» 3 0024 1 9

f$1)hA К з с присоединением заявки ¹â€”

D F 8/08

0 01 F 8/02

Государственный комитет

СССР ио деяам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 070383. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 07. 03 ° 83 (Щ УДК б77.494 (088. 8) f ю а (72) Авторы изобретения

T A Ñàâèöêàÿ, Ф.Н.Капуцкий, Д.Д.Гриншпан,Е.

A.C .Чеголя, В.Б.Кваша и Т.Д.Журавская

Научно-исследовательский институт физико-хнм проблем Белорусского государственного универ им. В.И.Ленина и Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических волокон (7! ) Заявители 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРА ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ

ВОЛОКОН И ПЛЕНОК

Изобретение относится к области получения и переработки растворов высокомолекулярных соединений, а более конкретно — к получению концентрированных растворов смесей целлюлозы с полиакрилонитрилом или его сополимерами, пригодных для формования волокон и пленок.

Известны способы получения совмест- 10 ных растворов производных целлюлозы с полиакрилонитрилом и последующего формования из них волокон и пленок, предусматривающего .омыление эфирных групп производных целлюлозы. Эти способы осуществляют либо путем введения дисперсий полиакрилонитрила в водные растворы производных целлюлозы, главным образом, в вискозу f1), либо путем совместного растворения полимеров в общем органическом раст.ворителе, например, полиакрилонитрила и ацетилцеллюлозы в диметилформамиде (2 ).

Однако, указанные способы получения совместных растворов иэ-за ряда существенных недостатков, присущих каждому из них, не нашли практического применения для формования смесевых волокон или пленок. Так, при введении полиакрилонитрила в виде водной дисперсии в щелочной раствор ксантогената целлюлозы трудно добиться его равномерного распределения как в растворе, так и в волокне, получаемом нз этого раствора. Это приводит к снижению стабильности процесса формования и ухудшает качество формуемых волокон. В случае использования для формования волокой совместных растворов полиакрилонлтрила и ацетилцеллюлоэы в диметилформамиде необходимо введение дополнительной стадии щелочного омыления ацетилцеллюлозы в готовом волокне.

Это йриводит .не только к усложнению всего процесса получения волокна, но и резкому падению его прочностных характеристик.

Известен способ получения раствора полиакрилонитрила, содержащего до 11% целлюлозы от массы синтетического полимера, пригодного для формования модифицированного целлюлозой полиакрилонитрильного волокна с улучшенными физико-механическими показателями по сравнению с немодифицированным волокном, сформ ванным в тех же условиях $3 ).

Однако использование в этом способе в качестве общего растворителя

1002419 водного раствора хлористого цинка, оказыванпцего сильное гидролизующее действие на целлюлозу, не позволяет получать как совместные прядильные растворы с высокой концентрацией обоих полимеров, так и растворы с преимущественным содержанием целлюлозы, а не полиакрилонитрила. (Наиболее близким к изобретению является способ получения раствора щ для формования волокон и пленок раст ворением полиакрилонитрила в диметилформамиде, растворением целлюлозы в смеси диметилформамида с четырехокисью азота (взятой иэ расчета

2,0 г на 1 г целлюлозы ), и гомогенным перемешиваиием обоих растворов при соотношении целлюлозы и полиакрилонитрила 3:95:5-;97 соответственно )43 .

Недостаток указанного способа совмещения целлюлозы с полиакрилонит-2О рилом заключается в том, что он дает возможность получить совместные кинетически устойчивые растворы ?цел- люлозы с полиакрилонитрилом только при общей концентрации полимеров в растворе до 2 мас.Ъ, не обеспечивающей возможность формования волокон и пленок с удовлетворительными физи-. ко-механическими показателями. При совмещении целлюлозы с полиакрило- 30 нитрилом по этому способу при их суммарной концентрации в растворе больше 2Ъ введение целлюлозы в качестве модификатора полиакрилонитрила свыше 3%.или полиакрилонитрила 3 к целлюлозе свыше 53 приводит к быстрому расслоению раствора На два слоя.

Цель изобретения — повышение кинетической устойчивости раствора, 4р повышение его,концентрации.

Цель достигается тем, что в способе получения раствора для формо« вания волокоН и пленок растворением полиакрилонитрила в диметилформамиде, растворением целлюлозы, в смеси диметилформамида с четырехокисью азота и гомогенным перемешиванием обоих растворов при соотношении целлюлозы и полиакрилонитри-. ла 3:95:5+97 соответственно, целлюлозу растворяют в смеси., содержащей четырехокись азота в количестве

2,2-5,0 мас.ч. на 1 мас.ч. целлюлозы.

Пример 1. Для приготовления 55

10 л 7,2Ъ-ного раствора, содержащего целлюлозу и полиакрилонитрил в соотношении 95:5, необходимо смешать

9770 мл 7Ъ-ного раствора целлюлозы в смеси диметилформамида с четырех- 60 окисью азота с 230 мл 153-ного раствора полиакрилонитрила в диметилформамиде. Для этого 743 г суль-. фатной целлюлозы растворяют в 8670мл диметилформамида, содержащего 1100мл;65 четырехокиси азота (количество четы рехокиси азота соответствует 2,2 мас. на 1 мас.ч. целлюлозы>, и к полученному раствору при интенсивном перемешиванни добавляют раствор 39 r полиакрилонитрила в 230 мл диметилформамида. Для получения однородного раствора перемешивание продолжают в течение 1 ч..устойчивость такого раствора, характеризующая его пригодность для переработки в волокно или пленку, составила 10 суток.

После обезвоздушивания и фильтра ции из приготовленного раствора в водноорганическую ванну. было сформовано волокно с прочностью

22 5 сН/текс и удлинением 20,65.

При смешении целлюлозного . раствора, полученного при соотношении целлюлоза 2:1(мас.ч.) с раствором

ПАН происходит высаждение полимеров, и раствор смеси целлюлозы с

ПАН теряет свою гомогенность.

Пример 2. Для приготовления 8В-ного раствора состава целлюлоза полиакрилонитрил,80:20 смешивают 7%-ный раствор целлюлозы в

8150 мл диметилформамида и 1100 мл четырехокиси азота с 750 мл 20%-ного раствора полиакрилонитрила в диметилформамиде. Количество четырехокиси азота, необходимое для получения кинетически устойчивого в течение

6 суток раствора, берется из расчета

2,3 мас.ч. на 1 мас.ч. целлюлозы.

Иэ раствора было сформовано волокно состава целлюлоза: полиакрилонит- рил 80 : 20 имеющее прочность

20,1 сН/текс и удлинение 18,8%.

Пример 3. Для приготовления раствора, содержащего в качестве основного компонента полиакрилонитрил (80% ) и целлюлозу как модифицирующую добавку (2ОЪ), 280 r целлюлозы заливают 2500 мл диметилформамида, затеМ добавляют 560 мл четырехокиси азота из расчета 3 r на 1 r целлюлозы и перемешивают в течение 2 ч. К образующемуся гомогенному раствору при интенсивном перемешивании приливают раствор 1120 г полиакрилонитрила в

5700 мл диметилформамида. В полученном совместном растворе на 1 г целлюлозы приходится 3 г четырехокиси азота. Кинетическая устойчивость приготовленного таким образом раствора составляет 3 суток. Из раствора получена однородная по .толщине пленка состава ПАН : целлюлоза

80 г 20.

Пример 4. 14%-ный прядиль-, ный раствор состава цел полоза: полиакрилонитрил 10:90 получают смешиванием 7Ъ-ного раствора целлюлозы, для приготовления которого 82 г цел-. люлозы растворяют в смеси 850 мл диметилформамида со 190 мл четырех1002419

Формула изобретения

Составитель И.Девнина

Редактор Н.Коляда Техред М.Ксштура - Корректор О.Билак

Заказ 1735/11 Тираж 459 Подписное .

ВЦИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 окиси азота, и 15,8Ъ-ного раствора гомополимера полиакрилонитрила в

4150 мл диметилформамида. При этом количество четырехокиси азота в растворяющей смеси соответствует 3,5мас.ч. на 1 мас.ч. целлюлозы. Раствор сохра- 5 няет однородность (не расслаивается) в течение 4 суток. Это позволяет на лабораторной установке с использованием режима формования ПАНволокна сформовать модифицированное 10

IIAH-волокно, содержащее 103 целлюлозы и имеющее прочность 29,8 cH/òåêñ и удлинение 17,1%.

Пример 5. Для повышения кинетической устойчивости раствора, 15 полученного по примеру 4, до б суток количество четырехокиси азота, приходящееся на 1 мас.ч. целлюлозы, необходимо увеличить до 4,5 мас.ч.

Для получения такого раствора раст- 20 вор состава целлюлоза« полиакрилонитрил 10s90 смешивают 1900 мл

7Ъ-ного раствора целлюлозы s диметилформамиде с четырехокисью азота с 7094 мл 15,8%-ного раствора поли- . 25 акрилонитрила в диметилформавуиде.

Пример б. При смешивании

42 r целлюлозы, растворенной в смеси

470 мл ПМФ со 140 мл четырехокиси азота, что соответствует 5 мас.ч. четырехокиси азота на 1 мас.ч. целлюлозы, с 1358 г сополимера акрилонитрила (93%) с метилакрилатом (6В) и натриевой солью итаконовой кислоты (1Ъ), растворенного в 8360 мл диметилформамида, получают раствор с соотношением целлюлоза:полиакрилонитрил 3:97 и суммарной концентрацией полимеров 14%, который пригоден для переработки в волокно или пленку в течение 8 суток. Волокно, полученное из этого раствора, имело прочность

28,2 сЯ/текс и удлинение 24,2Ъ.

Таким образом, изобретение в отличие от известного способа позволяет получать кинематически устойчивые растворы смесей целлюлозы с полиакрилонитрилом с более высокой концентрацией полимеров, пригодные для осуществления..всего технологического цикла приготовления структурно-смешанных целлюлозополиакрилоннтрильных волокон (пленок ) с удовлетворительными физико-механическими показателями.

Способ получения раствора для формования волокон и пленок растворением полиакрилонитрила в диметилформамиде, растворением целлюлозы в смеси диметилформамида с четырехокисью азота и,гомогенным перемешиванием обоих растворов при соотноше-нии целлюлозы и полиакрилонитрила

3+95:5-:97 соответственно, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения кинетической устойчивости раствора, повышения его концентрации,; целлюлозу растворяют, в смеси, содер-, жащей четырехокись азота в количестве 2,2-5 0 мас.ч. на 1 мас.ч. целлюлозы.

Источники информации, принятые во вчимание при экспертизе

1. Файнберг Э.3. и др. Исследование аорбционных свбйств гидратцеллюлоэных волокон, содержащих полиакрилонитрил.-"Химические волокна", 1974, Р 1, с. 63 65. . 2. Рассолова Э.A. и др. Волокна на основе смеси нолиакрилонитрила с целлюлозой.-"Химические волокна", 1972, Р 5, с. 4-8.

3. Авторское свидетельство СССР

9 610884, кл. 9 01 F 8/08, 1978.

4. Патент Японии М 45-2114, кл. 42 20j опублик.. 1970 (прототип) с