Способ получения волокнообразующих сополимеров
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
334846
Союз Соеетокиа
Сопиалистическиа
Респуолик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 10.VI 1.1970 (№ 1451572/23-5) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 29.1Х.1972. Бюллетень№ 29
Дата опубликования описания 19.Х.1972
М. Кл. С 08f 15/40
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 678.745.32(088.8) Авторы изобретения
Заявитель
С. И. Дмитриева, А. И. Езриелев, А. И. Меос и Е. С. Роскин
Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности им. С. М. Кирова
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНООБРАЗУЮЩИХ
СОПОЛИМЕРОВ
Изобретение касается способов получения волокнообразующих сополимеров акрилонитрила (АН), а именно к способам получения волокнообразующих сополимеров ЛН, содержащих в качестве одного из мономеров винильные производные пнридпнов (ВП).
Известен способ получения волокнообразующих сополимеров посредством сополимеризации АН с 2-виннлпиридином (2-ВП) в 40% -ном водном растворе роданистого натрия.
Известен также способ получения волокнообразующих сополимеров, закл1очающийся в сополимеризации ЛН с 2-ВП и 4-винилпиридином (4-ВП) в водной дисперсии при рН2 и.
Однако получаемые известными методами сополимеры характеризуются крайней неравномерностью по составу. Так, при сополимеризации ЛН с 2-ВП имеет место образование сополимера АН с высоким содержанием 2-ВП в начале процесса и образование практическим чистого ПАН при более глубоких конверсиях. Так как сополимеры с высоким содержанием 2-ВП несовместимы с ПЛН, то использование смеси таких сополимеров приводит к пониженным физико-механическим показателям получаемых из них волокон.
Использование других ВП вместо 2-ВП не приводит к заметному повышению однородности получаемых сополимеров.
Предлагаемый способ отличается от известных тем, что для получения однородных
5 по составу сополимеров и улучшения физико-механических свойств сформованных из этих сополимеров волокон сополимеризацгпо проводят при рН среды, равной О,1 — 1,5.
Сополимеризация АН или смесей его сдру10 гимн мономерами проводится в соотношениях, обеспечивающих получение волокнообразующих сополимеров. В качестве сополимеров при этом используются соединения, сополимеризующиеся с АН, такие как, например, 15 акриловые и метакриловые эфиры, амиды и кислоты, винилацетат. При этом предпочтительными являются соотношения мономеров, обеспечивающие получение сополимеров, содержащих более 80% ЛН.
20 В качестве В ГI используются разнообразныс ппридиновые производные, содержащие способную к сополимеризации двойную связь, например 2-ВП, 3-винилпиридин (З-ВГ1), 4-ВП, 2-метил-5-винилпиридин (МВП) и т. п.
25 Количество используемого ВП, как правило, меньше 20% от общего содержания мономеров, при этом более предпочтительнымиявляются дозировки 2 — 10%. Как мономеры, так и другие компоненты вводят однократно
30 или но ходу процесса. Процесс сополимери334846
Предмет изобретения
Составитель В. Айзикович
Техред Л. Богданова
Редактор О. Юркова
Koppei<тор Г. Запорожец
Заказ 3509/1 Изд. ¹ 1422 Тираж 406 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров CCCP
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр.
Сапунова, 2 зации осуществляют как периодически, так и непрерывно. Необходимая для осуществления предлагаемого способа сильно кислая среда создается за счет введения избытка сильных кислот, таких как Н $04, НС1, НзРОь НМО.-, С!СНаСООН, СН,SO Н, НС)0, и т. д.
Полимеризация инициируется известными источниками свободных радикалов, такими как персульфаты, инициирующие окислительно-восстановительные системы, например персульфат-гидросульфит, персульфат-метабисульфит, персульфат-гидросульфит или мстабпсульфит-С и++, пер манганат-щавелевая кислота, перекись водорода-ронгалит, реактив
Фентона и т. д.
Пример 1. В круглодонной колбе емкостью 750 мл, снабженной мешалкой и обратным холодильником и помещенной в водяной термостат, готовят при энергичном перемешивании реакционную смесь состава:
500 мл 1 и. раствора HgS04, 50 мл АН, 2 мл
2-ВП, 0,6 г Кз820а, 0,2 г K2S205, 0,02 г СпЯО„ рН реакционной смеси 0,50 — 0,55. После получения гомогенного раствора перемешивание прекращают, и далее сополимеризацию проводят в статических условиях при 30—
40 С в течение 3 — 4 час. Полученный сополимер выделяют из суспензии, промывают дистиллированной водой до отсутствия следов сульфата иона в промывных водах и сушат при температуре»е выше 60 С до постоянного веса.
Выход сополимера 80%, содержание 2-ВП в готовом продукте 6%, удельная вязкость
0,5% -ного раствора сополимера в диметилформамиде (ДМФ), т1у 0,80.
Для следующих примеров порядок проведения реакции, выделение, промывка и сушка сополимсра те же, что и в примере 1.
Пример 2. Состав реакционной смеси:
500 мл 1 и. H2SO, 50 мл ЛН, 4 мл 2-ВП, 0,6 г К2520а, 0,2 г КаЯзОз, 0,02 г CuSO) рН 0,50 — 0,55. Температура сополимеризации 35 С, продолжительность 6 час, Выход сополимера 78,9%, содержание 2-ВП в сополимере 11,4, т1,д 0,62.
Пример 3. Состав реакционной смеси:
200 мл 0,55 и. I-I SO<, 20 мл ЛН, 0,5 мл 2-ВП, 0,18 г Н С204, 0,06 г СиЯ04, рН 0,70. Температура сополимеризации 10 С, продолжи5
Зо
35 тельность 60 мин, Выход сополимера 60 jo, содержание 2-ВП в сополимере 5,0%, т1,д 0,95.
Пример 4. Состав реакционной смеси:
500 мл 1 í. H S04, 50 мл ЛН, 4,5 мл МВП, 0,75 г K2S208 0,25 г K2S>0>, 0,05 г CuS04, рН 0,50 — 0,55. Температура сополимеризации 40 С, продолжительность 4 час. Выход сополимера 89,7%, содержание МВП в сополимере 11,5%, т1,.д 0,55.
Пример 5. В качестве сомономера применяют акриловую кислоту (AK) . Состав реакционной смеси: 200 мл 0,25 и. H SO,, 20мл
АН, 0,4 мл 4-ВП, 1,25 мл АК, 0,36 KS O, 0,12 г KgSgOg, 0,0036 г CuS04, рН 1,0. Выход сополимера 60%, q, 1,26.
Пример 6. Состав реакционной смеси:
200 мл 0,55 í. Нас104, 20 мл АН, 0,4 мл
4-ВП, 1,25 мл АК, 0,36 г К2S208, 0,12 г
K S Oq, 0,0036 г CuSO, рН 0,7. Выход сополимера 72 7%, т1;д 2,34.
Пример 7. В качестве сомономера приме няют метилметакрилат (MMA), Состав реакционной смеси: 200 мл 0,25 í. I S04, 20 мл
ЛН, 0,4 мл МВГ1, 1,25 мл ММЛ, 0,36 г КаS20з>
0,12 г Ка8аОз, 0,0036 г CuSO4, рН 1,0. Выход сополимера 86,3%, т1;д 1,32.
Из полученного сополимера сформовано волокно по ДМФ-способу. Показатели волокна
N„, 2000 †22, прочность на разрыв 18—
20 г/текс при удлинении 20 — 23%, волокно выдерживает 15 — 18 тыс. циклов двойных изгибов вместо 6 — 7 тыс. циклов для волокна из сополимера, полученного при рН 2 (при прочих равных условиях синтеза сополимера, формования и испытания волокна) .
Способ получения волокнообразующих сополимеров посредством сополимеризации акрилонитрила или его смеси с другими мономерами и производных винилпиридина, инициируемой окислительпо-восстановительной системой, в водном растворе в кислой среде, отличающийся тем, что, с целью получения однородных по составу сополимеров и улучшения физико-механических свойств сформованных из этих сополимеров волокон, сополимеризацию проводят при рН среды, равной
0,1 — 1,5.