МОДИФИЦИРОВАННАЯ ПРЯДИЛЬНАЯ ТРИАЦЕТАТЦЕЛЛЮЛОЗНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2008 года по МПК D01F2/28 C08L1/12 

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к технологии органических соединений. Оно может быть применено в производстве искусственных волокнистых и пленочных материалов из сложных и сложно-смешанных эфиров целлюлозы. Изделия, полученные из таких модифицированных прядильных триацетатцеллюлозных композиций, обладают улучшенными потребительскими и эксплуатационными свойствами, в частности они проявляют высокую устойчивость к жесткому ультрафиолетовому излучению.

В процессе формования волокон и пленок из растворов сложных и сложно-смешанных эфиров целлюлозы и карбоновых кислот применяются низкомолекулярные или высокомолекулярные модифицирующие добавки, которые благоприятно влияют на долговечность полимерных материалов и в значительной степени расширяют сферу их практического применения.

Известен раствор для формования пленок, содержащий триацетат целлюлозы, растворитель и в качестве низкомолекулярной модифицирующей добавки - производные формазана (Авторское свидетельство СССР №771121, М. кл.³ С08L 1/12. 1980). Его недостатком является относительно невысокая вязкость сформованных из него пленок после ультрафиолетового облучения и значительное уменьшение их массы после термообработки. Это свидетельствует о недостаточной устойчивости модифицированных пленок к фото- и термоокислительному разрушению.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является формовочный раствор для получения волокон, состоящий из триацетата целлюлозы, N-(5'-нитро-2'-фурфурилиден)-3-амино-2-оксазолидона и растворителя (RU 2155831, D01F 2/28, C08L 1/12, опубл. 2000). Полученные из него волокна обладают недостаточно высокой светостойкостью. Состав формовочного раствора прототипа следующий, мас%: триацетат целлюлозы - 20, N-(5'-нитро-2'-фурфурилиден)-3-амино-2-оксазолидон - 0,4-1,0, растворитель - остальное.

Недостатком известного раствора является невысокая устойчивость сформованных из него волокон к фотоокислительному воздействию.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является получение ТАЦ волокон с улучшенными потребительскими и эксплуатационными характеристиками.

При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении светостойкости волокон из триацетата целлюлозы.

Указанный технический результат достигается тем, что в модифицированной прядильной композиции для получения волокон, состоящей из триацетата целлюлозы, модифицирующей добавки и органического растворителя, особенностью является то, что она содержит триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8%, а в качестве модифицирующей добавки - β-(5-нитро-2-фурил) акролеин, в качестве растворителя - смесь метиленхлорида с этанолом в объемном соотношении 9:1, при следующем соотношении компонентов, мас%: триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8% - 19-21, модифицирующая добавка β-(5-нитро-2-фурил) акролеин - 0,4-1,0, указанный растворитель - остальное.

Основные свойства модифицирующей добавки приведены: Эгерт В.Э., Страдынь Я.П., Шиманская М.В. Методы аналитического определения соединений 5-нитрофуранового ряда. - Рига: Зинатне, 1968. - С.23 (таблица 4). Она, как и ТАЦ, растворима в метиленхлорид-этаноле (9:1 по об.).

Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами и таблицей, в которой представлена фотоокислительная устойчивость модифицированных и обычных триацетатцеллюлозных волокон.

Пример 1. Для получения волокон используют модифицированную прядильную композицию, в которую входят следующие компоненты, мас.%: триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8% - 20, модифицирующая добавка β-(5-нитро-2-фурил) акролеин - 0,4, растворитель - 79,6.

Применяют триацетат целлюлозы, содержащий 61,8% связанной уксусной кислоты. Модифицирующую добавку предварительно растворяют в органическом растворителе - смеси метиленхлорида с этанолом (объемное соотношение 9:1), что обеспечивает более равномерное распределение ее в получающей прядильной композиции. Скорость формования волокон составляет 450 об/мин при температуре прядильной композиции 75°С и температуре прядильной шахты 95°С. При формовании используют фильеры с 15 отверстиями диаметром 50 мкм.

В аналогичных условиях формуют волокна из раствора без добавки.

Образцы ТАЦ волокон подвергают ультрафиолетовому облучению ртутно-кварцевой лампой ПКР-2 полного спектра излучения. Искусственную инсоляцию проводят при комнатной температуре на воздухе. Испытуемые волокна укрепляют на расстоянии 30 см от источника света. По окончании облучения образцы выдерживают в темноте в течение 120-150 ч для исключения влияния на результаты дальнейших исследований эффекта последействия.

Свойства волокон после ультрафиолетового облучения ртутно-кварцевой лампой ПКР-2 представлены в таблице.

Пример 2. Для получения волокон используют модифицированную прядильную композицию, в которую входят следующие компоненты, мас.%: триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8% - 20, модифицирующая добавка β-(5-нитро-2-фурил) акролеин - 0,7, растворитель - 79,3.

Формование проводят по режиму, указанному в примере 1.

Пример 3. Для получения волокон используют модифицированную прядильную композицию, в которую входят следующие компоненты, мас.%: триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8% - 20, модифицирующая добавка β-(5-нитро-2-фурил) акролеин - 1,0, растворитель - 79,0.

Формование проводят по режиму, указанному в примере 1.

По окончании ультрафиолетового облучения испытуемых образцов измеряют их разрывную прочность и относительное удлинение при разрыве, а также определяют степень полимеризации исходных и облученных ТАЦ волокон. Полученные результаты, приведенные в таблице, показывают насколько снижаются вышеуказанные свойства волокон, сформованных в присутствии модифицирующей добавки β-(5-нитро-2-фурил) акролеина по сравнению с немодифицированными волокнами.

Из таблицы следует, что в результате введения в прядильную триацетатцеллюлозную композицию модифицирующей добавки - β-(5-нитро--2-фурил) акролеина существенно возрастает сопротивляемость сформованных из нее волокон фотоокислительному разложению.

Другие физико-механические свойства этих волокон практически не отличаются от свойств исходного триацетатцеллюлозного волокна.

Оптимальная концентрация модифицирующей добавки β-(5-нитро-2-фурил) акролеина находится в пределах 0,4-1,0 мас.% и при дальнейшем увеличении ее содержания перечисленные показатели модифицированных триацетатцеллюлозных волокон изменяются очень мало.

Использование заявляемого изобретения позволит выпускать ТАЦ волокна с улучшенными потребительскими и эксплуатационными характеристиками.

Технология приготовления предложенных прядильных композиций не меняется по сравнению с используемой для известного раствора.

Таблица

Результаты ускоренного фотоокислительного старения триацетатцеллюлозных волокон, полученных из различных прядильных композицийСодержание модифицирующей добавки, % от массы прядильной композицииУменьшение прочностных и физико-химических свойств волокон, % (от первоначальных значений) после УФ - облучения лампой ПРК - 2 в течение τ, чразрывная прочностьотносительное удлинение при разрывестепень полимеризации триацетата целлюлозы612246122461224Предложенная прядильная композиция0,416,7923,4668,2173,3596,2397,0224,8531,7648,510,715,8422,7566,7871,9295,7896,7122,1229,1246,091,014,5821,9965,9571,4894,6596,0021,2828,0144,33Известная прядильная композиция0,423,4859,1310083,1599,8610032,2451,2765,810,721,5658,6710080,9099,5710030,5948,5160,321,020,9455,0510076,6699,4310027,2846,3958,66Контрольная прядильная композиция-18,7267,5910072,2799,8110035,1153,5571,63

Изобретение относится к технологии получения химических волокон, в частности к получению модифицированных триацетатных волокон. Композиция для получения таких волокон содержит триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8%, модифицирующую добавку β-(5-нитро-2-фурил) акролеин и органический растворитель - смесь метиленхлорида с этанолом в объемном соотношении 9:1. Обеспечивается получение ТАЦ волокон с улучшенными потребительскими и эксплуатационными характеристиками. 1 табл.

Модифицированная прядильная композиция для получения волокон, содержащая триацетат целлюлозы, модифицирующую добавку и органический растворитель, отличающаяся тем, что она содержит триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8%, в качестве модифицирующей добавки - β-(5-нитро-2-фурил) акролеин, а в качестве органического растворителя - смесь метиленхлорида с этанолом в объемном соотношении 9:1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

триацетат целлюлозы  с ацетильным числом 61,8%19-21модифицирующая добавка β-(5-нитро-2-фурил) акролеин0,4-1,0указанный органический растворительостальное