СПОСОБ УДАЛЕНИЯ РАСТВОРИМОГО В ОРГАНИЧЕСКОМ РАСТВОРИТЕЛЕ ПОЛИМЕРНОГО КОМПОНЕНТА НЕТКАНОЙ ОСНОВЫ Российский патент 1997 года по МПК D01F13/04 D06B9/06 

Изобретение относится к промышленности пластмасс и касается разработки способа удаления растворимого в органических растворителях полимерного компонента из нетканой основы на основе синтетических волокон типа "матрица-фибриллы".

Известно, что основным методом удаления растворимого в органическом растворителе полимерного компонента из нетканой основы из синтетических волокон типа "матрица-фибриллы" является его экстракция (Пат. Великобритания N1300268). В этом случае волокнистый лист из волокон или нитей типа "матрица-фибриллы", пропитанный полимерным связующим, погружается в органический растворитель. После экстракции и сушки получают пластичный и гибкий материал (заявка Японии NN151337/84, 153105/84, пат. ЕПВ NN0176181, 01346554).

Наиболее близким техническим решением является способ (патент США N3706613), который заключается в предварительном нанесении на листовой материал, состоящий из волокон и нитей типа "матрица-фибриллы", растворов поливинилового спирта и полиуретана, экстрагировании в органическом растворителе растворимого полимерного компонента (матрица) путем погружения основы в растворитель до полной экстракции растворимого компонента.

Однако, указанные способы удаления растворимого в органических растворителях полимерного компонента длительны и требуют значительного расхода растворителей. Кроме того, получаемый материал имеет неудовлетворительные прочностные показатели.

Цель изобретения сокращение длительности процесса и расхода растворителей при одновременном повышении изотропии прочностных свойств. Это достигается тем, что в способе удаления растворимого в органических растворителях полимерного компонента из нетканой основы из синтетических волокон типа "матрица-фибриллы" обработку основы проводят парами и флегмой кипящего растворителя при периодическом воздействии сжимающего усилия, при подаче основы в виде непрерывной ленты на транспортере-подложке через отжимные валы, расположенные между емкостью с кипящем раствором полимера и конденсатора паров растворителя на расстоянии друг от друга и в количестве, обеспечивающем необходимое для полной экстракции полимерного компонента время длительность предварительной обработки основы в парах и флегме растворителя составляет 4
5 мин, а длительность их контакта между двумя последовательными циклами отжима 0,5 1,0 мин, а степень сжатия материала при отжиме составляет 50 70% при длительности цикла отжима 0,46 0,65 с.

Использование предлагаемого технического решения позволяет сократить длительность процесса экстракции; значительно снизить удельный расход органического растворителя на единицу готовой продукции; улучшить потребительские свойства нетканой основы.

Пример 1.

Нетканое полотно из композиционных волокон типа "матрица-фибриллы" (матрица полиэтилен низкого давления, фибрилла поликапроамид) предварительно уплотняют водой или воздухом. После уплотнения полотно вначале пропитывают 9 10% раствором поливинилового спирта и после сушки при 60 - 70^oC в течение 10 15 мин пропитывают 5 10% -ным раствором (дисперсией) полиуретана. После коагуляции и сушки нетканая основа укладывается на транспортер-подложку и подается в экстракционную камеру, где сначала нетканая основа обрабатывается парами и флегмой растворителя (толуола) в течение 4 мин, а затем поступает на отжимные валы. Набухшая основа отжимается при степени сжатия 50 и длительности цикла отжима 0,46 с. После отжима нетканая основа вновь обрабатывается парами и флегмой толуола в течение 0,5 мин и вновь отжимается при степени сжатия 50 и длительности цикла отжима 0,46 с. Общее время для полной экстракции матричного полимера составляет 31,5 мин.

Пример 2.

Аналогично примеру 1 нетканая основа из волокон типа "матрица-фибриллы" из пары полистирол, содержащий 18 мол. 2-этилгексилакрилата, поликапроамид набухает в парах и флегме трихлорэтилена в течение 4,5 мин и поступает на отжимные валы; причем длительность контакта основы с флегмой и парами трихлорэтилена между двумя последовательными циклами отжима составляет 0,7 мин, степень сжатия 60% длительность цикла отжима 0,55 с. Свойства высушенной основы и характеристики способа представлены в таблице.

Пример 3.

Аналогично примеру 1 нетканая основа из волокон типа "матрица-фибриллы" (полиэтилен-поликапроамид), пропитанная 10%-ным раствором карбоксиметилцеллюлозы и 15%-ным раствором полиуретана, набухает в парах и флегме толуола в течение 5 мин и поступает на отжимные валы, причем длительность контакта основы с флегмой и парами толуола между двумя последовательными циклами отжима составляет 1 мин, степень сжатия 70% а длительность цикла отжима 0,65 с. Свойства высушенной основы и характеристики способа представлены в таблице.

Пример 4.

Аналогично примеру 1 нетканая основа набухает в парах и флегме толуола в течение 3,5 мин и поступает на отжимные валы, причем длительность контакта основы с флегмой и парами толуола между двумя последовательными циклами отжима составляет 0,25 мин, степень сжатия 45% а длительность цикла отжима 0,4 с. Свойства готовой основы и характеристики способа представлены в таблице.

Пример 5.

Аналогично примеру 2 нетканая основа набухает в парах и флегме трихлорэтилена в течение 6 мин, причем длительность их контакта между двумя последовательными циклами отжима составляет 1,5 мин, степень сжатия 75% длительность цикла отжима 0,7 с.

Свойства готовой основы и характеристики способа представлены в таблице.

Анализ табличных данных позволяет сделать следующие выводы:
при экстракции матричного полимера из основы путем пропуска ее через ванну погружного типа, заполненную кипящим органическим растворителем, и при одновременном циклическом отжиме ее требуется значительный удельный расход растворителя для полной экстракции за счет его периодического добавления, компенсирующего его потери при нагревании и поддержании концентрации раствора полимера в пределах 20 25% обеспечивающего его транспортировку на регенерацию;
по вышеуказанной причине увеличивается и время экстракции (процесса);
при экстракции матричного полимера из основы по предложенному способу, в котором нетканая основа пропускается таким образом, что постоянно имеет контакт с флегмой и парами растворителя, в результате которого набухший растворимый полимер выдавливается из основы в процессе периодического отжима, что приводит к значительному сокращению времени экстракции и удельного расхода растворителя;
деформационно-прочностные показатели материала, полученного по прототипу, обусловлены неполнотой экстракции матричного полимера.

Принципиальная схема экстракционной линии, позволяющей реализовать рассматриваемый способ удаления матричного полимерного компонента из нетканой основы показана на фиг.1.

Материал в виде непрерывной ленты сам по себе или на транспортере-подложке через вертикальный конденсатор (1) поступает в экстрактор и движется между зеркалом кипящего экстракционного раствора (4), нагреваемого теплоносителем, циркулирующим в трубах (5), и поверхностью плоского конденсатора паров (2), подвергаясь обработке насыщенными парами и флегмой растворителя и периодическому отжиму на валковых парах (3), омываемых потоком чистого растворителя, подаваемого в количестве, обеспечивающем поддержание постоянного уровня экстракционного раствора и компенсацию потерь растворителя за счет его уноса в порах экстрагируемого материала. Экстракционная линия представляет собой ряд последовательно расположенных модулей-экстракторов (фиг. 2).

Основными элементами этого модуля являются: испаритель (1), выполненный в виде цилиндра с омическим обогревом (2) и защитной обечайкой (3); паровая камера (4), содержащая плоский конденсатор паров (5), перекрывающий практически всю площадь камеры, занимаемую лентой-подложкой (6) для материала; отжимная валковая пара (7), выполненная таким образом, что нижний вал жестко закреплен в стержнях (8), а верхний имеет возможность перемещаться с помощью винта (9) на расстояние до 10 мм, измеряемое индикатором (10); механизм перемещения образца в паровой камере, включающий валы (11) и (12) с закрепленной на них полиэфирной лентой-транспортером и ручкой обратного хода (13). Температура в рабочей зоне контролируется термометром, помещенным в гильзу (14); растворитель заливается в испаритель через штуцер (15), а транспортируется на регенерацию через кран (16); щели для входа и выхода ленты защищены накладками (17) из бензостойкой резины.

Использование изобретения: в промышленности пластмасс. Сущность изобретения: способ удаления растворимого в органических растворителях полимерного компонента из нетканой основы, полученной с использованием синтетического волокна типа "матрица-фибриллы". С целью сокращения длительности процесса и расхода органического растворителя при одновременном улучшении свойств готового материала обработку нетканой основы производят парами и флегмой кипящего растворителя при периодическом воздействии сжимающего усилия. Способ реализуется путем пропускания нетканой основы на транспортере-подложке через отжимные валы, расположенные между поверхностями кипящего раствора полимера и конденсатора паров растворителя. В результате обеспечивается полнота вымывания экстрагируемого компонента. 3 з. п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Способ удаления растворимого в органическом растворителе полимерного компонента нетканой основы из синтетических волокон типа "матрица-фабриллы" путем обработок основы растворителем до полной экстракции растворимого компонента, отличающийся тем, что обработку ведут парами и флегмой кипящего растворителя при периодическом воздействии сжимающего усилия. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс ведут путем пропускания нетканой основы в виде непрерывной ленты на транспортере-подложке через отжимные валы, расположенные между емкостью с растворителем и конденсатором паров растворителя на расстоянии друг от друга и в количестве, обеспечивающем необходимое для полной экстракции полимерного компонента время контакта нетканой основы с парами и флегмой растворителя. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что обработку основы ведут сначала в парах и флегме растворителя в течение 4 5 мин, а длительность контакта основы с парами и флегмой растворителя между двумя последующими циклами отжима равна 0,5 1 мин. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что степень сжатия основы при отжиме составляет 50 70% при его длительности, равном 0,46 0,65 с.