Способ получения раствора для формования волокна

Патент 1006554

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРА ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ВОЛОКНА растворением SU.... 100 65 54 3

091 И1):

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 3333335/23-05 (22) 06.О8.81 . (46) 23 ° 03,83, бюл. И » . (72) Ю. Г. Кряжев, 3. Г. Соломон и А.А. Ильин (53) 677 494(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 610884, кл.. D 01 F 8/08, 1978.

2. Рассолова Э.А, и др. Волокна на основе смеси полиакрилонитрила с целлюлозой. - "Химические волокна н

1972, М 5, с. 4-7.

3. Заявка Японии N 55-36310, кл. 0 .01 F 2/00,,опублик. 1980 (прототип) ° (54) (57) «««»»« 11 РАСТВОРА

ДЛЯ ФОРИОВАНИЯ ВОЛОКНА растворением целлюлозы и полиакрилонитрила или его сополимеров в диметилсульфоксиде, содержащем параформальдегид, при 80-!

20 С, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных свойств волокон, растворение указанных полимеров проводят совместно в присутствии щелочного агента, выбранного из группы пиридин, стеарат, бикарбонат, ацетат натрия при следующем соотношении компонентов, мас. :

Полиакрилонитрил или его сополимеры 4,8-13,3

Целлюлоза 0,4-5,6

Параформальдегид 0,4-8,4

Щелочной агент 0,008-0,56

Диметилсульфоксид Остальное

1 100655

Изобретение относится к получению модифицированных полиакрилонитрильных (ПАН) волокон.

ПАН-волокна, обладая комплексом ценных свойств, в частности высокой прочностью, повышенной стойкостью к свету и атмосферным воздействиям, мягким грифом, имеют целый ряд существенных недостатков.,К ним, в первую очередь, следует отнести низкое 1ô влагопоглощение, низкую устойчивость к истиранию,. неудовлетворительные эластические свойства, значительную электризуемость и плохую накрашиваемость. Указанные недостатки резко ог- 1$ раничивают области г1рименения .ПАН-волокон, не позволяя им занять место полноправного заменителя шерсти.

Известен способ получения раствора для формования волокна, обладающего р улучшенными показателями, в частности усталостными.свойствами и гигроскопичностью. Раствор получают введением в раствор ПАН в хлористом цинке целлюлозы и глицина при сле- gj дующем соотношении компонентов, мас.4:;

ПАН 6,30-6,86

Целлюлоза 0,14-0,70

2п И 1 55,80-65,10, Глицин 0,19-0,26

NaCE 0,19-0,25

Н20 Остальное

Сформованные из. этого раствора волокна имеют прочность 26,6-

29,2 сН/текс, выдерживают 1860-2718 двойных изгибов и имеют равновесное влагопоглощение при относительной влажности 65/ и 20 С, равное 1,53,95 (1 ).

Однако волокна, полученные из та кого раствора, имеют сравнительно низкую прочность, низкое влагопоглощение и выдерживают небольшое число двойных изгибов; выбранная в качестве растворителя солевая система не позволяет ввести дополнительное количество целлюлозы и одновременно вызывает, значительную коррозию оборудования; использование соли 2пСР2 приводит к попаданию ионов цинка в сточные воды и затем в водоемы, пагубно влияя на флору и фауну, Известен способ получения раствора для формования волокон путем совместного растворения ПАН и вто- И ричного ацетата целлюлозы с последующим формованием волокна и омылением ацетата целлюлозы 2 1.

4 2

Однако этот способ характеризуется сложностью и длительностью технологического процесса и также не позволяет получать волокна с удовлетворительными показателями по числу двойных изгибов и влагопоглощению (соответственно 2120-4710 и 3,4-4,43).

Наиболее близким к изобретению является способ получения раствора для формования волокна растворением целлюлозы и полиакрилонитрила или его сополимеров в диметилсульфоксиде, содержащем параформальдегид, при UO120 С. Согласно известному способу смешивают раствор целлюлозы в диметилсульфоксиде (ДМСО), содержащем параформальдегид с раствором ПАН или его сополимеров в ДМСО так, чтобы соотношение компонентов составляло, мас./:

Целлюлоза 2,62-7,30

Параформальдегид 0,81-2,89

ПАН 0,39-2,81

ДМСО Остальное

Волокна, сформованные из этого ра<;увора, имеют прочность 26,2-""

36,9 сН/текс, равновесное влагопоглощение (Ч = 65 и t = 20 С) 7,611,0i, электризуемость (0,5-2) к х10 %/м с (3,1.

Однако волокна имеют низкие эластические свойства (степень эластичности при растяжении на 104 составляет

40-423) и выдерживают 2500-3000 двойных изгибов и 100-160 циклов истирания.

Цель изобретения - повышение эксплуатационных свойств волокон (достижение повышенной устойчивости к многократным деформациям - двойным изгибам и истиранию, высоких эластических свойств, высокой прочности, гигроскопичности и низкой электризуемости).

Цель достигается тем, что по способу получения раствора для формования волокна растворением целлюлозы и полиакрилонитрила или его сополимеров в диметилсульфоксиде, содержащем параформальдегид, при 80-120 С, растворение указанных полимеров проводят совместно в присутствии щелочного агента, выбранного из группы пиридин, стеарат, бикарбонат, ацетат натрия при следующем соотношении

l о . компонентов, MBc. 4:

Полиакрилонитрил или его сополимеры 4,8-13,3

Целлюлоза 0,4-5,6

3 100

Параформальдегид 0,4-8,4

Щелочной агент 0,008-0,56

Диметилсульфоксид Остальное

Пример 1, К 100 г диметил сульфоксида при перемешивании добавляют 9,2 г сополимера акрилонитрила с 54 метилакрилата, 2,3 r целлюлозы (соотношение ПАН:целлюлоза

80/20 мас./), 3,45 г параформальдегида и 0,058 r катализатора (гидрокарбоната натрия). Затем температуру о смеси повышают до 100 С в течение

30 мин и выдерживают при данной температуре в течение 8 ч. Полученный, раствор со следующим соотношением компонентов, мас.4:

Сополимер акрилонитрила 8,0

Целлюлоза 2,0

Параформальдегид 3,0

Бикарбонат натрия (НаНСО ) 0,05

Диметилсульфоксид Остальное фильтруют под вакуумом, охлаждают до

20-25ОС, обезвоздушивают и формуют в осадительную ванну, содержащую водный раствор диметилсульфоксида, по известным режимам формования

ПАН-волокна.

Волокна имеют прочность

-45,0 сН/текс,степень эластичности

75,1 „ равновесное влагопоглощение (при относительной влажности 653 и 20 С) 6,63, электризуемость 1,6-х х10 " К/м с и выдерживают 5417 двойных изгибов и 20000 циклов истирания»

Пример 2. Условия получег ния раствора идентичны примеру 1, за исключением того, что используют, 10,9 г полиакрилонитрила, 7,27 г целлюлозы (соотношение 60/40 %ac,3), 10,9 г параформальдегида, 0,727 г

NaHC0> и температура растворения составляет 120 С. Соотношение компоо, г нентов следующее, мас.4:

Полиакрилонитрил 8,4

Целлюлоза 5,6

Параформальдегид 8,4 йаНСО 5,6

Диметилсульфоксид Остальное

Волокна, сформованные из указанного раствора, имеют прочность

38,2 cH/òåêñ, степень эластичности

70,33 гигроскопичность 9,84, электризуемость 2,0 -10 " K/ì .ñ и выдержи вают 25826 двойных изгибов и 1500 циклов истирания.

Пример 3. Условия получения раствора идентичны примеру 1, за

6554 4 исключением того, что используют

5,52 г сополимера акрилонитрила с

603 винилхлорида, 3,68 г целлюлозы (соотношение сополимер:целлюлоза.

60/40 мас.4), 5,52 r параформальдегида, 0,37 г указанного катализатора и температура растворения состав-ляет 80 С. Соотношение компонентов в растворе составляет, мас 3:

10 Сополимер акрилонитрила с винилхлоридом 4,8

Целлюлоза 3,2

Параформальдегид 4,8 йаНСО 0 32

1% Диметилсульфоксид Остальное

Сформованные из него волокна имеют прочность 41,7 сН/текс, степень эластичности 71,6 гигроскопичность

9,64, электризуемость 1,92.10 К/м.с

-1О у0 и выдерживают 28931 двойной изгиб, 1542 цикла истирания.

Пример 4. Условия получения раствора идентичны примеру 1, за исключением того, что используют

8,3 г сополимера акрилонитрила с метилакрилатом, 0,44 r целлюлозы (соотношение 95/5 мас.3), 0,44 г параформальдегида, 0,009 r катали-затора (стеарата- натрия), Соотношение компонентов в прядильном растворе составляет, мас.3:

Сополимер акрилонитрила 7,6

Целлюлоза 0,4

Параформальдегид 0,4

Стеарат натрия 0,008

Диметилсульфоксид . Остальное

Полученные волокна имеют прочность 44,4 сН/текс, степень эластичности 73,23, гигроскопичность

5,1ь, электризуемость 0,3 10Ч(/м с о и выдержи вают 33419 двойных из гибов

;и 1705 циклов истирания.

Пример 5. Условия получения раствора идентичны примеру 1, за исключением того, что используют

15,65 г полиакрилонитрила, 0,82 г целлюлозы (соотношение 95/5 мас.3), 1,24 параформальдегида, 0,012 г стеарата натрия и температуру растворения 120 С. Соотношение компонентов в прядильном растворе составля1ет, мас.3: Полиакрилонитрил 13 3

Целлюлоза 0 7 Параформальдегид 1,05

Стеарат натрия 0,01

Диметилсульфоксид Остальное

Сформованные из указанного раствора волокна имеют прочность

Составитель И. Девнина

Редактор Н. Егорова Техред M.Коштура. Корректор M. Демчик

Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2060/45

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1006554 6

39,8 сН/текс,- степень эластичности,пиридина. Свойства волокон аналогич72,03, гигроскопичность 5,03, элект- ны полученным в примере 4.

-10 ризуемость 0,35-10 К/м с и выдержи- Таким образом, волокна, сформовают 31935 двойных изгибов и 1682 ванные из предлагаемых растворов, знацикла истирания. чительно (в 10-15 раз) превосходят волокна, сформованные из растворов, Пример 6. Условия получения получаемых согласно известным спосораствора идентичны примеру 1, за ис- бам, по устойчивости к многократным ключеыием того, что берут 0,058 r деформациям и приблизительно в 2 раацетата натрия. Свойства волокон ана-to за по эластическим свойствам. При логичны полученным в примере I. этом .волокна имеют такую же электризуемость, как из гидратцеллюлозноПример 7. Условия получения го волокна и высокую гигроскопичраствора идентичны примеру 4, за ис- ность (в 5-10 раз выше, чем у ПАН-еоключением того, что берут 0,009 г локна).