РАСТВОР ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ДИАЦЕТАТНОГО ВОЛОКНА Российский патент 1996 года по МПК D01F2/28 

Изобретение относится к технике получения искусственных нитей, и в частности к производству сухим формованием ацетатных (диацетатных) волокон текстильного назначения.

Известно, что современное производство диацетатных и триацетатных нитей основано на использовании совершенно определенного состава смеси растворителей, в которой основными компонентами являются легкокипящие растворители: ацетон или метиленхлорид. Для диацетата целлюлозы при приготовлении прядильного раствора используется растворитель постоянного состава: ацетон + вода в соотношении компонентов 95:5, для приготовления прядильного раствора из триацетилцеллюлозы применяется смесь метиленхлорида с этиловым спиртом при соотношении компонентов 90:10 [1]
Однако при современном дефиците производства химических веществ, в том числе и разного рода растворителей, может возникнуть угроза остановки такого рода крупнотоннажного производства. В этом случае весьма полезными могут быть разработки в плане замены одного растворителя на другой в рамках одной отрасли.

Исторически сложилось так, что крупнотоннажное производство диацетатного волокна налажено из ацетоновых растворов 23-25% концентрации с небольшой добавкой воды, а триацетатное производство из метиленхлорида со спиртом - 19-20% концентрацией полимера. Перекрестное растворение на промышленном уровне не было реализовано из-за объективных трудностей, которые заключались в следующем:
а) триацетат целлюлозы (ТАЦ) совершенно не растворялся ни в чистом ацетоне, ни в смеси с любым количеством воды;
б) диацетат целлюлюзы (ДАЦ) не растворялся также в чистом метиленхлориде, а в смеси с этанолом (90:10) растворялся очень долго, образуя очень вязкие (2000-3000 с) растворы, перерабатывать которые было нельзя, т.к. известно, что стабильное формование осуществляются при величине вязкости не более 110-120 с (1100-1500 пз).

Однако работ по изысканию путей растворения чистого ДАЦ в другом составе метиленхлорида с этанолом не обнаружено.

Наиболее близким изобретением является раствор для формования диацетатного волокна, содержащий 17,5 мас. полимера и смесь метиленхлорида с этиловым спиртом, взятая в соотношении 91,3:8,57 [2]
Однако из этого раствора можно получать по мокрому способу пористые волокна для ультрафильтрации с низкой прочностью, которые нельзя использовать в текстильной промышленности.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является получение высокоскоростным сухим методом волокон, обладающих повышенными прочностными характеристиками и устойчивых к истиранию.

Задача решается тем, что раствор содержит 18 мас. диацетата целлюлозы и смесь метиленхлорида с этиловым спиртом, взятых в соотношении 88:92-80:20.

Раствор однороден, прозрачен и хорошо формируется, т.к. его вязкость имеет стандартное значение, пригодное для формования.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1.

Готовят раствор ДАЦ в метиленхлориде со спиртом 90:10 с содержанием полимера 20,0 мас. Вязкость очень высокая, свыше 2000 с.

Пример 2.

Готовят раствор 18,0 мас. концентрации в смеси метиленхлорида с этанолом 90:10 ДАЦ. Вязкость такого раствора составила 145 с. Раствор слегка мутный и нестабильный во времени. Вязкость его росла вплоть до образования студня.

Пример 3.

Готовят раствор 18,0 мас. концентрации в смеси метиленхлорида с этанолом в соотношении 88:12, вязкость составила 110 с.

Пример 4.

Приготовленный раствор 18 мас. концентрации в смеси метиленхлорида с этанолом в соотношении 85:15 имел вязкость 89-90 с. Из него сформованы нити линейной плотности 16,7 текс. Разрывная прочность составила 126,6 мН/текс. Остальные данные приведены в таблице.

Пример 5.

Приготовленный раствор ДАЦ в смеси метиленхлорида с этанолом в соотношении 84: 16, имел вязкость 80 с и из него сформовано волокно. Раствор был прозрачный. Данные по физико-механическим свойствам и реологии приведены в таблице.

Пример 6.

Раствор ДАЦ 18 мас. концентрации был приготовлен в смеси метиленхлорида с этанолом в соотношении компонентов 80:20. Кроме того, что из него были сформованы нити, этот раствор проверяли на стабильность в течение 5 сут. Вязкость почти не изменилась. Данные по волокну приведены в таблице.

Пример 7.

Готовили раствор ДАЦ 18 мас. концентрации в смеси метиленхлорида с этанолом в соотношении компонентов 80:20. Вязкость составила 125 с. Свойства волокна, сформованного из данного раствора, приведены в таблице.

Пример 8.

Приготовленный раствор ДАЦ в смеси метиленхлорида с этанолом в соотношении компонентов 70:30. Раствор был мутным. Формование не производили.

Как видно из таблицы, наиболее эффективное соотношение компонентов в смеси растворителей для получения ДАЦ нитей, это 88:12-80:20. В указанных диапазонах составов растворы получались прозрачные, мутность, фиксированная на ФЭК-е имела низкие значения, о чем свидетельствовали размеры радиуса частиц и значения волнового экспоната, лежащего в пределах 2-4. Вязкость соответствовала требованиям стандарта. Прочностные характеристики не ухудшались, а по отдельным показателям, как, например, истирание и количество двойных изгибов, характеризующие усталостные свойства диацетатных волокон по сравнению с волокнами, полученными по базовому способу, увеличились в 1,1-1,6 раза. Следует также отметить, что формование протекало очень стабильно.

Использование: текстильная промышленность. Сущность изобретения: раствор для формования диацетатных волокон содержит 18 мас.% диацетата целлюлозы и смесь метиленхлорида с этиловым спиртом в соотношении 88:12-80:20. 1 табл.

Раствор для формования диацетатного волокна, включающий диацетат целлюлозы и смесь метиленхлорида с этиловым спиртом, отличающийся тем, что он содержит смесь метиленхлорида с этиловым спиртом в соотношении 88:12 80:20 при следующем содержании компонентов, мас.

Диацетат целлюлозы 18
Смесь метиленхлорида с этиловым спиртом Остальное