Способ получения раствора для формования волокон на основе сополимера акрилонитрила

Способ получения раствора для формования волокон на основе сополимера акрилонитрила

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски и

Социалистических респубики (iii 711190 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (51)М. Кл. (22)Заявлено 10,05.76 (21) 2377719/23-05 с присоединением заявки М D 01 F 6/18

С 08 F 4/40

Веудерстееииьй кемитет

СССР (23) Приоритет

Ia делен изобретений и етирыти11

Опубликовано 25.01.80- Бюллетень,% 3

Дата опубликования описания 27.01.80 (5 ) >АК 677.

494(088 8) Л. Д. Мазо, Н. К. Подлесская, lI. А. Середина, К.Л.Глазомицкий и E. С. Роскин (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени институт текстильной и легкой промышленности им. С, М. Кирова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ PACTPOPA ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ

ВОЛОКОН HA ОСНОВЕ СОПОЛИМ ЕРА АКРИЛОНИТРИЛА

Данное изобретение относится к об ласти получения прядильных растворов полимеров и сополимеров акрилонитрила непосредственно в процессе полимеризации, в частности, к способу получения прядильных растворов сополимеров акрилонитрила с мономерами, содержашими оксиалкиламидные группы, непосредственно в процессе полимеризации в концентрированных водных растворах неорганических солей с использованием в качестве катализатора окислительно-восстановительных систем.

Известен способ получения прядиль ных растворов полимеров и сополимеров акрилонитрила (АН) полимеризацией АН (80 вес/%) с различными мономерами в концентрированных водных растворах солей ZH С С или в смеси с

СаСС2 илн М УСХ2 в присутствии окислительно-восстановительной системы и небольшого количества ионов меди или жео леза при температуре не выше 30 С.

Применение различных окрашивающих добавок (например, солей меди и железа) и компонентов окислительновосстановительных систем ухудшает цветность прядильных растворов и, со5 ответственно, получаемых волокон.

Известен способ получения раствора для формования волокон на основе сополимера акрилонитрила (AH ) с И—

-метилол (мет)-акриламидом (MM AA)

10 или сополимера акрилонитрила с }1метилол- (мет)-акриламидом и моновинильным соединением полимеризаиией в концентрированных водных растворах

15 неорганических солей в поисутствии окислителя — гидроперекиси изопропилбензола (ГП) и восстановителя-полиалкиленполиамина f2).

Однако указанный раствор не обладает достаточной стабильностью. Кроме того, способ сополимеризании акрнлонитрила с метилолметакрнламидом связан с необходимостью проведения процесса в присутствии ионов ::.-..;ë;,:ë-,,, 711190

20

0,25-0,28 текс

0,25-0,30 текс

3 которое добавляется в виде пирофосфатного комплекса железа. B результате взаимодействия полиамина с перекисью в присутствии ионов железа образуются новые промежуточные соединения, способные инициировать полимеризацию. Введение в полимеризационную систему ионов железа и полиэтиленполиамина способствует появлению цветности раствора, что приводит к получению окрашенного волокна. Указанный способ дает невысокую воспроизводимость результатов.

Цель данного изобретения, — улуч шение стабильности раствора, упрощение процесса полимеризации за счет сокращения числа компонентов реакционной смеси и получение волокон с повышенной белизной. Цель достигается тем, что в качестве восстановителя используют двуокись тиомочевины (ДТМ) при соотношении окислителя к восстановителю равном 0,05-10 и количестве каждого 0,1-10% от веса мономеров.

Пример 1. Сополимеризацию проводят в концентрированном водном растворе роданистого натрия при пеВ ремешивании в токе азота при 20 С и рН = 9 с использованием окислительЗо но-восстановительной системы ГП-QTN в количестве, % от суммарного веса, мономеров:

ГП 5

ДТМ 3, Исходные компоненты загружают в следующих количествах, вес.ч.

AH 10,30

Метилакрилат 2, 4.0

ММ AA 0,39

51, 50 /иый раствор

Йс1CNS 86,90

Время реакции 1 ч. Получают прозрачный вязкий раствор светло-желтого

45 цвета, который после отгонки непрореагировавших мономеров может быть использован для формования волокон.

Рабочая вязкость 160 с

Выход сополимера 50,3%

$0

Удельная вязкость 1,1

Волокна, сформированные из прядильного раствора обычным способом, имеют следующие показатели:

Элементарный номер 0,27-0,30 текс

Относительная прочность 25-28 гс/текс

Разрывное удлине1 5-17%

Д

Пример 2. Сополимеризацию проводят в концентрированном водном растворе хлористого цинка в статических условиях при 20 С и рН = 7 с б использованием окислительно-восстановительной системы ГП-QTN в количестве, % от суммарного веса мономеров:

ГП 3

ДТМ 3

Исходные компоненты загружают в в следующих количествах, вес.ч.:

AH 12,70

ММ AA 0,39

6 0 / -ный раствор

ZaCe 86,90

Время реакции 1 ч. Получают бесцветный прозрачный вязкий раствор.

Рабочая вязкость 390 с

Выход сополимера 64,1%

Удельная вязкость 1,8

Волокна, сформированные из прядильного раствора, имеют следующие показатели:

Элементарный номер

Относительная прочность 27-31 гс/текс

Разрывное удлинение 21-26%

Пример 3. Сополимеризацию проводят в концентрированном растворе смеси роданистого натрия и калия в, статических условиях при 20 С и рН = 5

d с использованием окислительно-восстановительной системы ГП-ДТМ в количестве, % от суммарного веса мономеров:

ГП 5

ДТМ 2

Исходные компоненты загружают в следующих количествах, вес.ч. .

AH 12,70

ММ AA 0,39

51, 5%-ный раствор смеси NOCNS (KENT (80/20 вес.ч.) 86,90

Время реакции 1 ч. Получают прозрачный вязкий раствор светло-желтого цвета.

Рабочая вязкость 280 с

Выход сополимера 61,9%

Удельная вязкость .ф

Волокна, сформированные из прядильного раствора, имеют следующие характеристики:

Элементарный номер

711190

Относительная

25-28 гс/текс

1 8-21% прочность

Разрывное удлинение

17-1 9%

0,2 з-0,30 такс

Пример 4, Сопопимеризашпо проводят в концентрированном водном растворе роданистого натрия в статических условиях при 20 С и при рН = 5 о с использованием окиспительно-восстановительной системы ГП вЂ” ДТМ в кс личестве, % от суммарного веса моном еров:

ГП 10

ДТМ 1

Исходные компоненты загружают в следующих количествах, вес.ч.:

AH 12,70

ММ АА 0,39

51, 5%-ный раствор

NaсNS 86,90

Время реакции 1 ч. Получают прозрачный вязкий раствор желтого цвета.

Рабочая вязкость 210 с

Выход сопопимера 69,6%

Удельная вязкость 1,2

Волокна, сформированные из прядильного раствора, имеют следующие показатели:

Элементарный номер 0,25-0,29 текс

Относительная прочность 21-27 гс/текс

Разрывное удпинение 7 РДо

Пример 5. Сопопимеризацию проводят, как в примере 4, с использованием окислитепьно-восстановительной системы ГП-QTN в количестве, % от суммарного веса мономеров:

ГП 0,1

ДТМ 2

Исходные компоненты загружают в следующих количествах, вес.ч.;

АН 12,70

ММ АА 0,39

51, 5 /-ный раствор

NaCNS 86,90

Время реакции 3 ч. Получают прозрачный вязкий раствор светло-желтого пвета.

Рабочая вязкость 80 с

Выход сополимера 21,6%

Удельная вязкость 1,3

Волокна, сформованные из прядильного раствора, имеют следущие показатели:

Элементарный номер 0,09-0,10 текс

Относительная прочность 18-22 гс/текс

Разрывное удлинение 17-20%

5 Пример 6. Сопопимеризацию проводят, как в примере 4, с использованием окиспительно-восстановительной системы ГП-ДТМ в количестве, % от суммарного веса мономеров:

10 ГП

ДТМ 4

Исходные компоненты загружают в следующих количествах, вес.ч.:

АН 12,50 !

Акриламид 0,21

ММ АА 0,39

5l, 5%-ный раствор

NaCNS 86,90

Время реакции 1 ч. Получают прозго рачный раствор светпо-желтого цвета.

Рабочая вязкость 290 с

Выход сополимера 6 0,5%

Удельная вязкость 1,5

Волокна, сформованные из прядильного раствора, имеют следующие показатели:

Элементарный номер 0,27-0,31 текс

Относительная прочность 26-29 гс/текс

Разрывное удлинение

Пример 7. Сопопимеризацию проводят, как в примере 4, с использованием окиспительно-восстановительной системы ГП-ДТМ в количестве, % от суммарного веса мономеров:

ГП 2.

4О ДТМ 4

Исходные компоненты загружают в следующих копичествах, вес.ч.:

АН 12,50

М етакрил амид 0,21

0,39

51, 5%-ный раствор

Na CNS 86,90

Время реакции 1 ч. Попучают прозрачный вязкий раствор светло-желтого цвета.

Рабочая вязкость 260 с

Выход сопопимера 56, 1 "/О

Удельная вязкость 1,7

Волокна, сформованные из прлдип

55 ного раствора, имеют следующие показатели:

Элементарный номер

711190

0,28-0,32 текс

21-23 гс/текс прочность

Разрывное удлинение 1 5-17%

Пример 9 . Сополимеризацию проводят, как в примере 8, с использованием окислительно-восстановительной системы ГП-ДТМ в количестве, % от суммарного веса мономеров:

ГП 2

ДТМ 4

Исходные компоненты загружают в следующих количествах, вес.ч.:

ЛН 12,12

ММ AA 0,39

Винибутиловый эфир 0,58

51,5 / ный раствор

Na Ct45 86,9

Время реакции 1 ч. Получают прозрачный вязкий раствор желтого цвета.

Рабочая вязкость 110 с

Выход сополимера 54,3%

Удельная вязкость 0,76

Волокна, сформованные из прядильного раствора, имеют следующие показатели:

Относительная прочность 22-2 5 гс/текс

Разрывное удлинение 1 6-19%

Пример 8. Сополимеризацию проводят в концентрированном водном растворе роданистого натрия в статических условиях при 20 С и при рН =

9 с использованием окнслительно-восстановительной системы ГП-ДТМ в количестве, /О от суммарного веса мономеров:

ГП 1 °

ДТМ 2

Исходные компоненты загружают в следующих количествах, вес.ч.:

AH 12,12

Винилацетат 0,58

ММ AA 0,39

51,5 / ный раствор

No CN5 86,9

Время реакции 1 ч. Получают прозрачный вязкий раствор светло-желтого цвета.

Рабочая вязкость 180 с

Выход сополимера 57,1%

Удельная вязкость 1, 1

Волокна, сформованные из прядильного раствора, имеют следующие показатели:

Элементарный номер

Относительная

Элементарный номер 0,30-0,33 текс

О гносительная

15-18 гс/текс

8.5,00

18-22 гс/текс

15-17 прочность

Разрывное удлинение 10-12%

Пример 10. Сополимеризацию проводят в концентрированном водном растворе роданистого натрия.в стати10 ческих условиях при 20 С и pH = 7 с использованием окислительно-восстановительной системы ГП-восстановитель в количестве, % от суммарного веса мономеров:

ГП 2

Восстановитель 4

Исходные компоненты загружают в следующих количествах, вес.ч.:

AH 14,25

ММАА 0,75

51,5%-ный раствор

NoCN S

Время реакции 1

Восстановител ь-пол иэтиленполиамин (ПЭПА).

Получают вязкий раствор от темно желтого до светло-коричневого цвета, Количество геликов на 10 см раствора 23-4 1

Рабочая вязкость 310 с

Выход сополимера 66,1%

Удельная вязкость 1,3

Рабочая вязкость через 3 сут 430 с.

При формовании волокна идут част ные обрывы одиночных волоконец у фильеры. Фильера частично засоряется.

Физико-механические показатели полученных волокон следующие:

Относительная

40 прочность

Разрывное удлинение ll-13%

Восстановитель-ДТМ.

Получают прозрачный вязкий раствор

45 светло-желтого цвета.

Количество геликов на 10 см раст вора 2-5

Рабочая вязкость 340 с

Выход сополимера 62,7%

Удельная вязкость 1,5

Рабочая вязкость через 3 сут 340 с

Формование идет хорошо. Полученные волокна имеют следующие характе55 ристики:

Относительная прочность 31-35 гс/текс

Разрывное удлинение

711190

35

Составитель И. Девнина

Редактор Т. Минаева Техред 3. Фанта Корректор H. Муска

Заказ 8962/18 Тираж 502 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Пример 11. Сополимеризацию проводят, как в примере 1, с использованием окиспитепьно-восстановительной системы ГП-восстановитепь в. количестве, % от суммарного веса мономеров:

ГП 5

Восстановитепь 3

Исходные компоненты загружают в следущих количествах, вес,ч.:

АН 10,30 о

Метилакрипат 2,40

ММ ЛА 0,39

51, 5 / ый раствор .

NOCNS 86,90

Время реакции 1 ч. 15

Восстановитель — ПЭПА.

Получают вязкий раствор темножептого цвета.

Копичество гепиков на 10 см раствора 16-23 го

Рабочая вязкость 150 с

Выход сопопимера 55,2%

Удельная вязкость 1,0

Рабочая вязкость через 3 сут 170 с.

При формовании волокна идут обрывы одиночных вопоконец у фипьеры.

Полученные волокна имеют следующие характеристики:

Относительная прочность

16-18 гс/текс Зо

Разрывное удпи нение 11-13%

Восстановитепь - ДТМ

Получают прозрачный вязкий раствор светло-желтогр цвета.

Количество геликов на 10 см раст вора 2-4

Рабочая вязкость 160 с

Выход сополимера 50,3%

Удельная вязкость 1,1

Рабочая вязкость через 3 сут 160 с

Формование идет хорошо. Физико-механические показатели волокон следующие:

Относительная прочность 25-28 гс/текс

Разрывное удлинение 1 5-17%

Таким образом, данное изобретение позволяет получить волокна на основе сополимеров акрилонитрила с повышенной белизной. из стабильных прядильных растворов, полученных непосредственно в процессе сополимеризации в концентрированных водных растворах неорганических солей с использованием новой окислительно-восстановительной системы.

Способ не требует особо новых аппаратов, приспособлений, дорогостоящих и дефицитных реагентов и может быть воспроизведен на современном существую- щем оборудовании.

Данное изобретение вносит вклад в решение проблемы отбелки волокон, получаемых на основе акрилонитрила.

Формула изобретения

Способ получения раствора для формования волокон на основе сополимера акрилонитрила с М вЂ” метилоп (мет) -акриламидом или сополимера акрилонитрила с М -метилол(мет)-акриламидом и моновинипьным соединением полимериэацией в концентрированных водных раст» ворах неорганических солей в присутсч вии окислителя — гидроперекиси изопропипбензола и восстановителя, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с цепью улучшения стабильности раствора, упрощения процесса попимериэации и получения волокон с повышенной белизной, в качестве восстановителя используют двуокись тиомочевины при соотношении окислителя к восстановителю равном

0,05-10 и количестве каждого 0,110% от веса мономеров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ ¹ 1191965, кл. С 08 Р 15/02, опублик. 1962.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 256935, кп. С 08 F 2/16, 1965 (прототип) .