Способ получения полиамидного волокна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союэ Советскил

Социалистическими

Республик

О П И С А Н И Е l6974I

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 11.1V.1964 (№ 894487/23-5) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 17.111.1965. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 19.IV,1965

Кл. 29b Зео

Государствемный комитет ло делам иэобретеиий и открытий СССР

МПК D 011

УДК 678.675 4 4 (088.8) Авторы изобретения

T. И. Шейн, Г. И. Кудрявцев, P. Г. Федорова и Т. И. Кислова! ,. —,гч) Всесоюзный научно-исследовательский институт искусственного волокна

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИАМИДНОГО ВОЛОКНА

Подписная группа № 131

Известен способ получения волокнообразующих полиамидов на основе и- и м-ксилилендиамина и адипиновой кислоты, причем содержание и-ксилилендиамина в смеси составляет

40%. Такие полиамиды недостаточно термостойки. Предлагаемый способ предусматривает получение полиамидного волокна из смеси солей и-ксилилендиамина и м-ксилилендиамина и адипиновой кислоты при содержании в смеси от 5 — 20% м-ксилилендиамина. Во избежание побочных реакций поликонденсацию проводят в твердой фазе при температуре на

40 — 60 С ниже температуры плавления получаемого полиамида в присутствии термостабилизатора или пластификатора. Из полученных высокомолекулярных полиамидов методом формования из расплава можно получить термостойкие волокна. Эти волокна характеризуются высокими температурой плавления 305—

325 С (для капрона 212 — 214 С) и удельным весом — 1,235, повышенной теплостойкостью— потеря прочности при 200 С равна 37 — 42% (для капрона 53 — 55%). Прочность, удлинение, устойчивость к многократным деформациям и истиранию не отличаются от соответствующих показателей для капронового волокна.

Способ получения термостойкого полиамидного волокна заключается в следующем. При взаимодействии эквимолекулярных водноспиртовых растворов м- или и-кснлилендиамина и адипиновой кислоты в атмосфере азота получают соли. Их фильтруют, промывают изопрогиловым спиртом и дважды перекристаллизовыв а ют из воды. С м есь сол ей и- и м-ксил ил ендиамина и адипиновой кислоты в указанных соотношениях с добавками термостабилизатора (например, ди-р-нафтил-п-фенилендиамина, дополнительно очищенного перекристаллиза10 цией из анилина) или пластификатора (например, о-оксидифенил) конденсируют в автоклаве при медленном подъеме температуры до

260 С в течение часа и непрерывном вращении или при быстром расплавлении смеси при

15 290 — 300 С в атмосфере инертного газа.

Полученньш низкомолекулярный сополиамид с относительной вязкостью 0,5%-ного раствора в концентрированной серной кислоте

1,15 — 1,21 нагревают в твердом состоянии в

20 течение 1,5 — 3 час прп температуре 260 †2 С для образования высокомолекулярного волокнообразующего полиамида с т1„„„= 1,7 — 2,0.

Полученный сополиамид высушивают и формуют из расплава при температуре 310 — 330 С.

25 Волокно подвергают вытягиванию в 4 — 5 раз при температуре 180 — 230 С и фиксируют при

200 †2 С.

Пример 1. 105 г и-ксилилендиамина растворяют в 400 г этилового спирта в атмосфере

З0 азота. В раствор медленно при постоянном перемешивании добавляют горячий раствор адипиновой кислоты (100 г) в смеси этанола и воды (1: 1). После тщательного перемешивания в течение 30 мин в атмосфере азота смесь охлаждают льдом, соль фильтруют и промывают изопропиловым спиртом и затем дважды перекристаллизовывают из воды.

Соль на основе м-ксилилендиамина и адипиновой кислоты получают аналогичным образом, однако, вследствие более высокой растворимости этой соли в этаноле для растворения м-ксилилендиамина применяют в 2 раза меньше этанола, чем для растворения и-ксилилендиамина.

0,8 г соли п-ксилилендиамина и адипиновой кислоты смешивают с 0,2 г соли м-ксилилендиамина и адипиновой кислоты и 0,005 г ди рнафтил-и-фе11й, ендиамина и загружают в ампулу. Ампулу промывают многократно азотом и запаивают.

Запаянную ампулу быстро опускают в баню из сплава Вуда с температурой 300 С на 5 мин.

Получают низкомолекулярный полимер с т1,, = 1,16, который затем дополнительно нагревают в течение 2,5 час при 260 С в атмосфера азота, очищенного от кислорода. Получают полимер с т1, „= 1,79 и т. пл. 307 — 310 С.

На лабораторном стенде при 320 С формуют моноволокно. Полученное волокно вытягивают при 180 С в 4 раза, разрывная длина

42 км/№„ 200, удлинение 14оД, потеря прочности при 6-часовом нагревании при 200 С 16,5о/,, температура нулевой прочности 245 С.

Пример 2. К смеси 18 г соли и-ксилилендиамина и адипиновой кислоты и 2 г соли м-ксилилендиамина и адипиновой кислоты, полученных по способу, описанному в примере 1, добавляют 0,1 г ди+нафтил-п-фенилендиамина. Смесь загружают в автоклав емкостью

250 мл, продувают азотом и медленно в течение 3 час поднимают температуру до 260 С.

Затем осторожно в течение часа давление снимают и выдерживают в автоклаве при этой температуре в течение 4 час.

169741 ч

Получают бледно-желтый порошкообразный продукт с т. пл. 318 С и относительной вязкостью в концентрированной серной кислоте 1,71.

Полученный полимер прессуют в виде таблеток, высушивают и формуют в волокно. После вытяжки в 5 раз разрывная длина составляет

36,8 км/№„200, удлинение 14о7 .

Пример 3. Смесь 4 г соли и-ксилилендиамина, 1 г соли м-ксилилендиамина и адипиновой кислоты и 1 г о-оксидифенила растворяют в 25 мл воды. Горячий раствор загружают в стеклянную ампулу и помещают ее в автоклав.

После продувки азотом автоклав закрывают и нагревают до 230 С в течение 1,5 час. При этой температуре и давлении 23 ати выдерживают 2 час. Затем автоклав охлаждают при закрытых вентилях и разгружают. Осадок отфильтровывают, промывают водой. Полученный низкомолекулярный полимер в виде тон20 кого порошка имеет q,, = 1,115 (в серной кислоте). Дополнительное нагревание в тече* ние 3 час при 260 С приводит к получению полимера с т1,,= 1,87.

После сушки формуют волокно №„300 с

25 разрывной длиной 38 км и т. пл. 305 С. Обрыв волокна при 200 С и нагрузках, равных 50о/в от разрывной, при этой температуре происходит через 3 час (капрон в этих условиях обрывается через 1 — 3 мин).

Предмет изобретения

Способ получения полиамидного волокна на основе п- и м-ксилилендиамина и адипиновой

35 кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости волокна, проводят поликонденсацию соли и-ксилилендиамина и адипиновой кислоты с добавкой 5 — 20оД соли м-ксилилендиамина и адипиновой кислоты в

40 твердой фазе при температуре на 40 — 60 С ниже температуры плавления получаемого полиамида в присутствии термостабилизатора или пластификатора с последующим формованием волокна известным способом.

Составитель С. Б. Ерофеева

Редактор Л. К. Ушакова Техред Л. К. Ткаченко Корректор О. И. Попова

Заказ 887/19 Тираж 600 Формат бум. 60X90 /з Обьем 0,21 изд. л. Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2