МНОГОКОМПОНЕНТНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ В ТРИАЦЕТАТЦЕЛЛЮЛОЗНЫЕ ВОЛОКНА Российский патент 2009 года по МПК D01F2/28 D01F1/10 C08L1/12 

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к технологии органических соединений. Оно может быть применено в производстве волокнистых и пленочных материалов из сложных и сложно-смешанных эфиров целлюлозы. Изделия, полученные из таких модифицированных прядильных композиций на основе триацетатацеллюлозы (ТАЦ), обладают улучшенными потребительскими и эксплуатационными свойствами, в частности, они проявляют высокую устойчивость к термоокислительным воздействиям.

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 формовочный состав, содержащий триацетат целлюлозы, растворитель и в качестве низкомолекулярной модифицирующей добавки дибензальметафенилендиамин (Патент РФ №2129573, МПК⁶ С08L 1/12, 1999). Его недостатком является значительное уменьшение массы сформованных из него пленок после термообработки. Это свидетельствует о недостаточной устойчивости модифицированных пленок к термоокислительному разрушению.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является раствор для формования волокон, состоящий из ТАЦ, формилферроцена и растворителя (А.с. СССР №339601, М.кл. D01F 1/02, 27.07.70).

Состав раствора прототипа следующий, мас.%:

Триацетат целлюлозы - 20, формилферроцена - 0,16, растворитель - остальное.

Полученные из него волокна обладают невысокими свето- и термостойкостью.

Технический результат, на получение которого направлено заявленное изобретение, заключается в повышении термостойкости ТАЦ волокон.

Указанный технический результат достигается за счет того, что предложенный многокомпонентный состав для получения волокон, состоящий из ТАЦ, модифицирующей добавки и органического растворителя, отличается тем, что он содержит ТАЦ с ацетильным числом 61,8%, а в качестве модифицирующей добавки - спирторастворимую фракцию почек тополя при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8%19-21Модифицирующая добавка0,16-0,64Органический растворительОстальное

Предложенную модифицирующую добавку - спирторастворимую фракцию почек тополя получают следующим образом. Сначала из растительного субстрата извлекают компоненты, которые удаляются с паром. Оставшийся продукт подвергают многократной, исчерпывающей экстракции летучим растворителем - горячим этанолом. Растворитель каждый раз отгоняют последовательно при атмосферном давлении, затем под вакуумом. Остаток растворяют в спирте, раствор охлаждают до 16-18°С и отфильтровывают балластные вещества, после чего под вакуумом удаляют спирт и сушат также под вакуумом при комнатной температуре до постоянной массы. Получают прозрачную, легкоподвижную жидкость желтого (с различными оттенками) или зеленого цвета, выход которой составляет 61% от массы всех экстрактивных соединений почек тополя (Кустова С.Д. Эфирные масла // Краткая химическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1967. - Т. V. - С.1053-1056).

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

Пример 1. Для получения волокон используют многокомпонентный состав, в который входят следующие ингредиенты, мас.%:

Триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8%20Спирторастворимая фракция почек тополя0,16Растворитель79,84

Применяют ТАЦ, 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 получающемся многокомпонентном составе. Скорость формования волокон составляет 450 м/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 многокомпонентного состава без добавки.

Термостабильность модифицированных ТАЦ волокон оценивают по кинетике изменения их массы и физико-механических свойств в зависимости от содержания в волокнах модифицирующей добавки и температуры нагревания в изотермических условиях.

Пример 2. Для получения волокон используют многокомпонентный состав, в который входят следующие ингредиенты, мас.%:

Триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8%20Спирторастворимая фракция почек тополя0,40Растворитель79,60

Формование проводят по режиму, указанному в примере 1.

Пример 3. Для получения волокон используют многокомпонентный состав, в который входят следующие ингредиенты, мас.%:

Триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8%20Спирторастворимая фракция почек тополя0,64Растворитель79,36

Формование проводят по режиму, указанному в примере 1.

Полученные ТАЦ волокна имеют эксплуатационные свойства, представленные в таблице.

Из таблицы следует, что в результате введения в предлагаемый многокомпонентный состав для переработки в ТАЦ волокна спирторастворимой фракции почек тополя существенно возрастает сопротивляемость сформованных из него волокон термоокислительному разложению, которая значительно превышает те же величины у ТАЦ волокон, полученных согласно прототипу. Другие физико-механические свойства этих волокон не отличаются от свойств исходного ТАЦ волокна.

Оптимальная концентрация введенной модифицирующей добавки находится в пределах 0,16-0,64 мас.% и при дальнейшем увеличении ее содержания в растворе перечисленные показатели ТАЦ волокон изменяются очень мало.

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

Технология получения ТАЦ волокон из предложенных многокомпонентных составов не меняется по сравнению с используемой для известного раствора.

Результаты высокотемпературного воздействия в воздушной среде на триацетатцеллюлозные волокна, полученные переработкой различных многокомпонентных составовСодержание модифицирующей добавки, % (от массы многокомпонентного состава)Потеря массы волокон (% от первоначальной) после нагревания при температуре t (°C) в течение τ (ч)Разрывная прочность волокон, % от первоначальнойОтносительное удлинение волокон при разрыве, % от первоначальной195°С210°С195°С6 ч12 ч24 ч6 ч12 ч6 ч12 ч6 ч12 ч Предложенный многокомпонентный состав0,167,197,7110,5211,0616,8451,7049,5632,6424,340,407,037,5310,2810,8016,4652,9350,7433,4224,920,646,817,309,9610,4715,9554,6752,4134,5225,74 Известный многокомпонентный состав0,168,4812,7216,0616,2430,5238,2037,6111,8811,830,407,9110,0514,8313,7024,1539,4038,5712,5012,090,648,0610,4014,9515,8228,9238,9937,8413,4413,26 Контрольный многокомпонентный состав-8,6813,8420,1817,3836,3636,3035,6011,9011,80

Изобретение относится к технологии получения химических волокон, в частности к получению триацетатных волокон. Раствор для их формования содержит 19-21 мас.%. триацетата целлюлозы с ацетильным числом 61,8%, 0,16-0,64 мас.% спирторастворимой фракции почек тополя и до 100 мас.% - растворителя - смеси метиленхлорида с эталоном в объемном соотношении 9:1. Изобретение обеспечивает повышение термостойкости волокон при сохранении хороших потребительских и эксплуатационных свойств. 1 табл.

Многокомпонентный состав для переработки в триацетатцеллюлозные волокна, состоящий из триацетата целлюлозы, модифицирующей добавки и органического растворителя, отличающийся тем, что он содержит триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8%, а в качестве модифицирующей добавки - спирторастворимую фракцию почек тополя при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8%19-21Спирторастворимая фракция почек тополя0,16-0,64Органический растворительОстальное