Модификатор для производства вискозных технических нитей и высокомодульного вискозного волокна
Реферат
Сущность изобретения: модификатор для производства вискозных технических нитей и высокомодульного вискозного волокна содержит 10 - 50% оксиэтилированного производного высших алкиламинов где R=C10-13 или C8-16; X1+X2=10-20 и 50 - 90% оксиэтилированного этаноламина где X3+X4+X5=20-40. 4 табл.
Изобретение касается поверхностно-активного вещества, а именно модификатора для производства технических нитей и высокомодульного вискозного волокна (ВВМ-волокна).
В процессе формования и получения вискозных нитей и волокон в полимер, раствор полимера или осадительную ванну добавляют модификатор для создания условий, обеспечивающих равномерное формование. Благодаря наличию модификатора получают нити и волокна, обладающие высокими физико-механическими показателями. Важнейшей характеристикой модификатора является его способность замедлять разложение ксантогената целлюлозы, т. е. его модифицирующая способность. Известен модификатор на основе оксиэтилированного алкиламина фр. С10-С13, содержащий до 20 моль окиси этилена на 1 моль исходного амина. Этот продукт обладает хорошими физико-химическими свойствами и удовлетворительной модифицирующей способностью (поверхностное натяжение при концентрации 10 г/дм3 - 42,7 мН/м, модифицирующая способность 86% ), но находит весьма ограниченное применение из-за его высокой стоимости (дороги алифатические амины фр. С10-С13) и низкой степени биораспада (57-60% ), что осложняет использование модификатора в вискозном производстве по экологическим причинам. Известен также как модификатор продукт оксиэтилирования триэтаноламина, содержащий 20-40 моль окиси этилена на 1 моль триэтаноламина. Однако низкие поверхностно-активные свойства продукта даже при хорошей модифицирующей способности не позволяют использовать данный продукт в производстве вискозных волокон (поверхностное натяжение при концентрации 10 г/дм3 - 61,5 мН/м, модифицирующая способность 90% ). Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату является модификатор на основе оксиэтилированного алкиламина фр. С8-С16 (кислоты кокосового масла), содержащий от 5 до 15 оксиэтильных групп на 1 моль исходного амина. Модификатор такого типа хорошо растворим в рабочих средах производства вискозных нитей и волокон, имеет хорошие поверхностно-активные свойства (поверхностное натяжение при концентрации 10 г/дм3 - 48,6 мН/м, модифицирующая способность 100% которая измерена в отношении прототипа), является биологически "мягким" продуктом (степень биораспада составляет более 80% ). Основными недостатками этого модификатора являются его высокая стоимость, связанная с необходимостью использования для его производства кислот кокосового масла фракции С8-С16, а также недостаточно высокие поверхностно-активные свойства и модифицирующая способность, необходимая для снижения расхода модификатора в производстве ВВМ-волокна с целью улучшения экологии процесса. Задачей данного изобретения является создание модификатора с более высокими поверхностно-активными свойствами, более высокой модифицирующей способностью с использованием дешевого сырья; расширение ассортимента модификаторов. Для выполнения поставленной задачи предлагается композиция следующего состава: I - Оксиэтилированные производные высших алкиламинов формулы R-N где R-фракция С10-С13 или фракция С8-С16 х1 + х2 = 10 - 20 II - Оксиэтилированные этаноламины общей формулы H(OC2H4)N где х3 + х4 + х5 = 20 - 40, при следующем соотношении компонентов, мас. % : I - 10 - 50 II - 50 - 90 Ингредиент I известен как модификатор и описан. Ингредиент II также известен как вещество с модифицирующими свойствами. Для получения оксиэтилированных этаноламинов общей формулы II используют технический триэтаноламин, представляющий собой смесь этаноламинов с общим содержанием азота 10-14% и являющийся дешевым и доступным исходным продуктом. При получении композиции, состоящей из оксиэтилированных высших алкиламинов фракции С10-С13 или С8-С16 со средней степенью оксиэтилирования 10-20 (I) и оксиэтилированных этаноламинов со степенью оксиэтилирования 20-40 (II), появляется синергетический эффект, проявляющийся в усилении поверхностно-активных свойств и модифицирующей способности (табл. 3). Предлагаемый состав является высокоэффективным модификатором для производства вискозных технических нитей и высокомодульного вискозного волокна; биологически мягкий продукт - степень биоразложения составляет >80% . Существенными признаками заявляемого препарата являются его качественный и количественный составы. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. П р и м е р 1. В круглодонную колбу вместимостью 200 мл, снабженную мешалкой и термометром, помещают 10 г оксиэтилированного на 15 моль алкиламина фракции С8-С16 и 90 г оксиэтилированного на 30 моль триэтаноламина. Содержимое колбы нагревают до 50-60оС и перемешивают 40-60 мин. Готовый продукт представляет собой вязкую жидкость светло-коричневого цвета, хорошо растворимую в воде и 7% -ном растворе NaOH. Общее содержание азота - 1,04% . П р и м е р ы 1-8, иллюстрирующие получение предлагаемой композиции, а также ее свойства, приведены в табл. 1-4. Интервалы массовых соотношений каждого ингредиента выбраны из условий отсутствия за их пределами возможности получения препарата в соответствии с поставленной задачей. П р и м е р 10. Применение предлагаемого модификатора. Модификацию вискозной технической нити и ВВМ-волокна производят следующим образом. В вискозу, содержащую 7,0-7,5% -целлюлозы, 5,75-6,5% NaOH, имеющую зрелость по NаОН 6,5-7,5 мл, вводят модификатор по примеру 2 в количестве 0,9-2,5% от -целлюлозы с ПЭГ-35 в количестве 2,0-2,4% от -целлюлозы; после чего известным способом формуют ВВМ-волокно или вискозную техническую нить. Применение модификаторов по примерам 1 и 3-8 проводят в аналогичных условиях. Свойства ВВМ-волокна, полученного с использованием предлагаемого модификатора и прототипа, приведены в табл. 4. На основании данных, приведенных в табл. 1-4, можно сделать вывод, что предлагаемый модификатор обладает более высокими поверхностно-активными и модифицирующими свойствами, чем модификатор по прототипу. Использование предлагаемого модификатора даст возможность сократить в 2-10 раз использование дорогого и дефицитного сырья (кислоты кокосового масла фр. С8-С16); позволит расширить ассортимент модификаторов. (56) Серебрякова З. Г. Поверхностно-активные вещества в производстве искусственных волокон. М. : Химия, 1986. Авторское свидетельство СССР N 1447812, кл. С 07 С 217/50, 1988. Патент США N 2971817, кл. 264-189, опублик. 1961. Патент США N 3016305, кл. 264-189, опублик. 1962 - прототип. ТУ 6-02-916-79.Формула изобретения
МОДИФИКАТОР ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВИСКОЗНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ НИТЕЙ И ВЫСОКОМОДУЛЬНОГО ВИСКОЗНОГО ВОЛОКНА на основе оксиэтилированных алифатических аминов, отличающийся тем, что он содержит смесь оксиэтилированного производного высших алкиламинов общей формулы I R-N где R - фракция C10 - C13 или C8 - C16; x1 + x2 = 10 - 20, с оксиэтилированным этаноламином общей формулы II H(OC2H4)N где x3 + x4 + x5 = 20 - 40, при следующем содержании компонентов, мас. % : Соединение общей формулы I 10 - 50 Соединение общей формулы II 50 - 90