Способ модификации полиэтилентерефталатных нитей

Способ модификации полиэтилентерефталатных нитей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТНЫХ НИТЕЙ прививкой винилового мономера из водного раствора в присутствии каталитической системы H Oj-FeSO при 95-1QO®C, отличающийся тем, что, с целью увеличения гигроскопичности нитей при сохранении их прочности, прививают смесь метакриловой кислоты с акриламидом или винилацетатом в молярном соотношении 1,71-1,8:0,190 ,2 или метилметакрилата с акрила- , МИДОМ или винилацетатом в молярном соотношении 1,9-1,995:0,1-0,105 при суммарной концентрации мономеров в i О реакционной среде 1,9-2,1 моль/л. С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО 4ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН..Я0„„1 16101

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ341

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A 4 TO PCHOOIV C 444444444444 (21) 3645725/23-05 (22) 17.06.83

° (46) 30.09.84. Бюл. Ф 36 (72) Н.П. Лиц, А.Б. Корженевский, Ж.В. Радугйна и И.Ю. Головина (71) Ивановский ордена Трудового

Красного Знамени химико-технологический институт (53) 677.494(088.8) (56) 1. Куриленко А.И. и др. Исследование процесса привитой полнмеризации стирола на капроновых и лавсановых волокнах.. ВМС, т. VII, 1965, Ф 11, с. 1935-1940.

2. Андриченко Ю.Д. и др. Синтез привитых сополимеров полиэтилентерефталата по реакции радикальной полимеризации. †. "Химические волокна", 1978, В 2, с. 24-25.

3. Лиц Н.П., Либина Г.М. Изучение реакции привитой сополимеризации полиэфирных волокон с полиметакриловой кислотой. — "Химия и технология крашения, синтеза красителей и полимерных материалов". Ивановский химико-технологический институт, 1977, с. 83-85 (прототип). (д) Р 01 F 11/04 С 08 Р 291/00 (54) (57) СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТНЫХ НИТЕЙ прививкой винилового мономера из водного раствора в присутствии каталитической системы Н О -FeSO при 95-100 С, отличающийся тем, что, с целью увеличения гигроскопичности нитей при сохранении их прочности, прививают смесь метакриловой кислоты с акриламидом или винилацетатом в молярном соотношении 1,71-1,8:0,190,2 или метилметакрилата с акриламидом или винилацетатом. в молярном соотношении 1,9-1,995:0,1-0,105 при суммарной концентрации мономеров в реакционной среде 1,9-2, 1 моль/л. ф

1116

Изобретение относится к химической модификации полиэтилентерефталатных (ПЭТФ) нитей получением на их основе привитых терполимеров (тройных сополимеров). эвестны способы модификации

ПЭТФ-нити прививкой винилового мономера радиационным или химическим методом 1 1 и Г2).

Однако указанные способы недостаточно рациональны и не могут быть рекомендованы для практического использования из-за малой эффектив. нбСти прививки.

Наиболее близким к изобретению является способ модификации поли этилентерефталатных нитей прививкой винилового мономера из водного раствора в присутствии,каталитической системы Н О -FeSO при 95-100 С.

В качестве винилового мономера используют, например, метакриловую

:кислоту (33.

Такие нити отличаются повьппенной по сравнению с исходными ПЭТФ-нитями гигроскопичностью, однако значительное повышение гигроскопичности достигается при заметном снижении аб- солютной прочности исходных нитей.

Кроме того, данным способом не удается привить к ПЭТФ-нитям такие

30 мономеры как акриламид и винилацетат.

Цель изобретения — повышение гигроскопичности нитей при сохранении их прочности. 35

Цель достигается тем, что согласно способу модификации полиэтилентерефталатных нитей прививкой винилового мономера из водного раствора в присутствии каталитической систе- 4О мы Н О -РеБО. при 95-100 С, прививают смесь метакриловой кислоты с акриламидом или винилацетатом в молярном соотношении 1,71-1,8;0,190,2 или метилметакрнлата с акрилами- 45

J дом или винилацетатом в молярном соотношении 1,9-1,995М,1-0,105 при суммарной концентрации мономеров в реакционной среде 1,9-2,1 моль/л.

Способ модификации ПЭТФ-нитей sa- ® ключается в следующем.

Исходную ПЭТФ-нить, освобожденную от эамасливателя, помещают в нагретую до 100 C реакционную смесь, представляющую собой водный раствор (или 55 эмульсию, стабилизированную эмульгатором ОП-10) смеси двух мономеров с суммарной концентрацией 1,9101 1

2,1 моль/л при модуле ванны 30 мл/г.

В реакционную смесь вводят для пре1 дотвращения образования гомополимера FeSO 7HzO в количестве 0,08Х от массы мономеров и перекись водорода в количестве 0,067 от массы мономеров. Нить выдерживают в реакционной смеси в течение часа. Модифицированное волокно (терполимер) извлекают из реакционной .смеси и промывают водой или органическим растворителем.

Степень прививки в зависимости от природы мономеров и состава смеси максимально достигает 607..

Полученные волокнистые терполимеры представляют собой не поддающиеся разделению трехкомпонентные системы: полиэтилентерефталат — полиметилметакрилат — акриламид (ПЭТФ-ПИМА-ПАА); полиэтилентерефталат — полиметилметакрилат — поливинилацетат (ПЭТФ-ПММА-ПВА) полиэтилентерефталат — метакриловая кислота — винилацетат (ПЭТФ-IIMAK-ПВА); полиэтилентерефталат — полиметакриловая кислотаакриламид (ПЭТФ-ПМАК-ПАА).

Определение плотности терполимеров и сравнение ее с расчетной по аддитивной схеме показывает, что экспериментально найденная плотность во всех случаях несколько вьппе. Малая величина Ьр 0,004-0,05 г/см свидетельствует, что основная масса прививки образует плотный "чулок" на поверхности волокна, а часть привитой фазы "залечивает" микродефекты ПЭТФнити и проникает внутрь аморфных областей микрофибрилл.

Пример 1. 1 г ПЭТФ-нити с линейной плотностью.9,9 текс помещают в 30 мл нагретого до 100 С водного раствора 4,6 r МАК(1,8.моль/л) и 0,5 r ВА (0,2 моль/л) с рН 2,75.

Суммарная концентрация мономеров

2,0 моль/л. К реакционной смеси добавляют 0,004 r Fes04 7 Н200 (0,0005 моль/л) и 0,003 г перекиси водорода (0,003 моль/л) и выдерживают ее в течение часа, после чего модифицированную нить отжимают и промывают водой. Выход терполимера

ПЭТФ-ПМАК-ПВА 1,519 r. Степень привйвки 51,97.

Гигроскопичность терполимера

ПЭТФ ПМАК-ПВА в 9 и в 1,5 раза

1 вьппе таковой исходной ПЭТФ-нити и бинарного сополимера ПЭТФ-ПМАК со степенью прививки 557 соответственно.

1116

Гигроскопичность терполимера

ПЭТФ-ПИМА-ПВА ув 3 и л в 2 раза выше таковой исходной ПЭТФ-нити и бинарного сополимера ПЭТФ-ПИМА со сте. пенью прививки 37Х соответственно.

Светостойкость терполимера, в

2 раза выше таковой исходной ПЗТФнит.и.

Абсолютная прочность терполимера . на 11 и на 43Х вьппе таковых исход5 ной ПЗТФ-нити н бинарного сополимера ПЗТФ-IIMAK co степенью прививки

55 соответственно.

Пример 2. 2 г ПЭТФ-нити с линейной плотностью 9,9 текс помещают в 60 мл нагретого до 100 С водного раствора 9,2 г МАК (1,8 моль/л) и

0,85 г АА (0,2 моль/л) с рН 2,75.

Суммарная концентрация мономеров

2,0 моль/л. К реакционной смеси добавляют 0,008 г FeSO 7Н O (0,0005 моль/л) и 0,006 г перекиси водорода (0,003 моль/л) и выдерживают ее в течение часа, после чего модифицированную нить отжимают и промывают водой. Выход терполимера

ПЭТФ-IIMAK-ПАА 3,24 r. Степень прививки 62 .

Гигроскопичность терполимера

ПЭТФ-IIMAK-ПАА в 8 и в 1,4 раза вьппе таковых исходной ПЭТФ-нити и бинарного сополимера ПЗТФ-ПМАК со . степенью прививки 60 . соответственно, Светостойкость терполимера в

1,5 раза вьппе таковой исходной ПЗТФ- ниги.

Абсолютная прочность терполимера примерно равна таковой исходной

ПЭТФ-нити и: на 40Х вьппе таковой бинарного сополимера ПЭТФ-ПМАК со степенью прививки 60 .

Пример 3. 1,5 г ПЭТФ-нити с линейной плотностью 9,9 текс помещают в 45 мл нагретой до 100 Ñ водной эмульсии 8, 88 г имв (l, 9 моль/л ) и 0,39 г ВА (0,1 моль/л) стабилизи- 40 рованной добавкой 1 г эмульгатора

ОП-10. Суммарная концентрация мономеров 2,0 моль/л. К реакционной смеси добавляют 0,008 г FeSO 7Н О (0,0006 моль/л) и 0,006 r перекиси водорода (0,004 моль/л) и выдерживают ее в течение часа, после чего модифицированную нить отжимают и промывают последовательно ацетоном и водой. Выход терполимера ПЭТФПМАА-ПВА 2,0 г. Степень прививки

33,3Х.

101 4 Светостойкость терполимера в

2 раза выше таковой исходной ПЭТФнити, Абсолютная прочность терполимера на 20 вьппе таковой исходной ПЭТФ-, нити и примерно равна таковой бинар- ного сополимера ПЭТФ-ПММА со степенью прививки 37 .

Пример 4. 1 5 г ПЭТФ-нити с линейной плотностью 9,9 текс помещают в 45 мл нагретой до 95 С водной эмульсии 8,55 г ИМА (1,9 моль/л) и

0,32 г АА (0,1 моль/л), стабилизированной с добавкой 1 r эмульгатора ОП-10. Суммарная концентрация мономеров 2,0 моль/л. К реакционной смеси добавляют 0,008 г FeSO 7Н O (0,0006 моль/л) и 0,006 r перекиси водорода (0,004 моль/л) и выдерживают ее в течение часа, после чего модифицированную нить отжимают и промывают последовательно ацетоном и водой. Выход терполимера ПЭТФПМИА-ПАА 1,725 r. Степень прививки 15 .

Гигроскопичность терполимера

ПЭТФ-ПИМА-ПАА в 4 и н в 2,5 раза вьппе, таковых исходной ПЭТФ-нити и бинарного сополимера ПЭТФ-ПИМА со степенью прививки 37Х. Светостойкость терполимера в 1,8 раза выше таковой исходной ПЭТФ-нити.

Абсолютная прочность терполимера гна 10Х выше таковой исходной ПЭТФнити и примерно равна таковой бинарного сополимера ПЭТФ-ПИМА.

Пример 5. 1 г ПЭТФ-нити с линейной пЛотностью 9,9 текс помещают в

30 мл нагретого до 95 С водного раствора 4,37 МАК (1,71 моль/л) и 0,475 г

ВА (0,19 моль/л) с рН 2,75. Суммарная концентрация мономеров 1,9ìîëü/ë, К реакционной смеси добавляют 0,004 r

FeS0< 78>О (0,0005 моль/л) и 0,003 r перекиси водорода (0,003 моль/л) и выдерживают ее в течение часа, после чего модиф1щированную нить отжимают и промывают водой. Выход терполимера ПЭТФ-ПМАК-ПВА 1,50 г. Степень прививки 50Х.

Гигроскопичность терполимера à

9 и м в 1,5 раза выше таковой исходной ПЭТФ-нити и бинарного сополимера ПЭТФ-ПМАК со степенью прививки

55Х соответственно (равновесное влагосодержание при 65Х влажности воздуха.лг4,7X).

Светостойкость терполимера в 2 ра за вьппе таковой исходной ПЭТФ-нити.

1 16101

330,0

281,4

254,5

9,9

Исходная ПЗ-нить

ПЭТФ-ПМАК

ПЭТФ-IIMAK

42,9 14,0

55,0 16,0

2,5

2,9

60,0 » 17, 9

51,9 9,1

3,0

233,3

365,0

ПЭТФ-ПМАК

ПЭТФ-ПМАК-ПВА

4,7

62,0

37,0

ПЭТФ-ПИАК-ПАА

ПЭТФ-ПММА

18,1

18,2

335,0

375,5

4,2

0,86

ПЗТФ-ПИМА-ПВА

33,3

21,8

392,4

363,5

375,0

1,6

ПЭТФ-ПИМА-ПАА

15,0

15,1 2,0

ПЭТФ-ПММА-ПВА 36, 6

22,0

1,7

*, **, *** степень прививки бинарного сополимера, соответствующая содержанию ПМАК в терполимере ПЭТФ-ПМАК-ПВА, содержанию привитой фазы в терполимере ПЭТФ-ПМАК-ПВА и содержанию

ПМАК в терполимере ПЗТФ-ПМАК-ПАА соответственно.

Заказ 6875/22 Ти аж 440 По сиое фщпиал ПОП Петект, t. Ужгород,ул.Проектнаа, 4

Абсолютная прочность терполимера на 11 и на 437 выше таковых исходной ПЭТФ-нити и бинарного сополимера ПЭТФ-ПМАК со, степенью прививки 55Х соответственно и составляет

363 Гс.

Л р и м е р 6. 1.5 r ПЗТФ-нити с линейной плотностью 9„9 текс помещают в 45 мл нагретой до 100 С водной эмульсии 8,98 г MMA (1,995 мольjw) и 0,41 г ВА (0,105 моль/л) стабилизированной добавкой 1 r эмульгатора ОП-10. Суммарная концентрация мономеров

2,1 моль/л. К реакционной смеси добавляют 0,008 r PeSO< 7Н О (0,0006 моль/л) и 0,006 r перекиси водорода (0,004 моль/л) и выдерживают ее в течение часа, после чего модифицированную нить отжимают и последовательно промывают ацетоном и водой. Выход терполимера ПЭТФ-ПММАПВА 2,05 г. Степень прививки 36,6Х.

Гигроскопичность терполимера

ПЭТФ-IIMMA-ПВА в 3 и н 2 раза выше таковой исходной ПЭТФ-нити и бинар-. ного сополимера ПЭТФ-IIMMA co степенью прививки 37Х соответственно (равновесное влагосодержание при 657 влажности воздуха 1,77). Светостойкость терполимера в 2 раза вьпие таковой исходной ПЭТФ-нити.

Абсолютная. прочность терполимера примерно равна таковой бинарного сополимера ПЭТФ-IIMNA и на 137. выше таковой исходной ПЭТФ-нити и составляет 375 Гс.

Пример 7. Образец терполимера выдерживают в эксикаторе с отно-!

О сительной влажностью. воздуха 657. в течение 3 сут до постоянной массы, после чего взвешивают. Затем этот образец высушивают в вакуум-сушильном шкафу при 100 С и 6,67 кПа до

15 постоянной массы, после чего взвешивают. Равновесное влагосодержание .(гигроскопичность) рассчитывают по формуле где и 5 — масса влажного и сухов с

ro образца терполимера соответственно.

25 Таким образом, .согласно изобретению, получают модифицированные полиэтилентерефталатные нити на основе терполимеров, обладающие повышенной гигроскопичностью при сохранении

30 прочности,