Способ получения раствора для формования волокна Советский патент 1983 года по МПК D01F8/08 D01F8/02 

Изобретение относится к получению модифицированных полиакрилонитридьны (ПАН) волокон. ПАН-волокна, обладая комплексом ценных сйойств, в частности высокой прочностью, повышенной стойкостью к свету и атмосферным воздействиям, мягким грифом, имеют целый ряд существенных недостатков., К ним, в пе вую очередь, следует отнести низкое влагопоглощение, низкую устойчивост к истиранию, неудовлетворительные эластические свойства, значительную электризуемость и плохую, накрашиваемость. Указанные недост Фки резко о раничивают области г1 именения .ПАН-во локон, не позволяя им занять место полноправного заменителя шерсти. Известен способ получения раство для формования волокна, обладающего улучшенными показателями, в частнос ти усталостными.свойствами и гигроскопичностью. Раствор получают введением в раствор ПАН 8 хлористом цинке целлюлозы и глицина при еледующем соотношении компонентов, мае Д: ПАН6,30-6,86 Целлюлоза 0,14-0,70 55,80-65,10 г 0,19-0,26 Глицин NaCE 0,19-0,25 Остальное N50 Сформованные из. этого раствора волокна имеют прочность 2б,6- ; . 29,2 сН/текс, выдерживают 1860-2718 двойных изгибов и имеют равновесное влагопоглощение при относительной влажности б5 и 20°С, равное 1,53,95% D. Однако волокна, полученные из та Iкого раствора, имеют сравнительно низкую прочность, низкое влагопогло щение и выдерживают небольшое число двойных изгибов; выбранная в качест ве растворителя солевая система не позволяет ввести дополнительное количество целлюлозы и одновременно вызывает значительную коррозию оборудования; использование соли ZnCE2 приводит к попаданию ионов цинка в сточные воды и за-тем в водоемы, пагубно влияя на флору и фауну. Известен способ получения раствора для формования волокон путем совместного растворения ПАН и вторичного ацетата целлюлозы с последу щим формованием волокна и омылением ацетата целлюлозы 2 . Однако этот способ характеризуется сложностью и длительностью технологического процесса и также не позволяет получать волокна с удовлетворительными показателями по числу двойных изгибов и влагопоглощению (соответственно 2120- 710 и З,,), Наиболее близким к изобретению является способ получения раствора для формования волокна растворением целлюлозы и полиакрилонитрила или его сополимеров в диметилсульфоксиде, содержащем параформальдерид, при ЬО120 С. Согласно известному способу смешивают раствор целлюлозы в диметилсульфоксиде (ДМСО), содержащем параформальдегид с раствором ПАН или его сополимеров в ДМСО так, чтобы соотношение компонентов составляло, мас.|: Целлюлоза 2,62-7,30 Параформальдегид 0,81-2,89 ПАН0,39-2,81 ДМСООстальное . Волокна, рформованные из этого paojBopa, имеют прочность.26,2- / 36,9 сН/текс, равновесное влагопо- глощение (W б5 и t 20°С) 7,611,0%, электризуемость (0,5-2) /IO-ОК/м-с 31. Однако волокна имеют низкие эластические свойства (степень Эластичности при растяжении на 10% составляет ) и выдерживают 2500-3000 двойных изгибов и 100-160 циклов истирания. Цель изобретения - повышение эксплуатационных свойств волокон (достижение повышенной устойчивости к многократным деформациям - двойным изгибам и истиранию, высоких эластических свойств, высокой прочности, гигроскопичности и низкой электризуемое-, ти). Цель достигается тем, что по способу получения раствора для формования волокна растворением целлюлозы 1иполиакрилонитрила или его сополимеров в диметилсульфоксиде, содержащем параформальдегид, при 80-120 С, растворение указанных полимеров проводят совместно в присутствии щелочного агента, выбранного из группы пиридин, стеарат, бикарбонат, ацетат натрия при следующем соотношений компонентов, мас.%: Полиакрилонитрил или его сополимеры 4,8-13,3 . Целлюлоза . 0,4-5,6

Параформальдегид 0,-8,4 Щелочной агент О,008-0,5б Диметилсульфоксид Остальное Пример 1, К 100 г диметилсульфоксида при перемешивании добавляют 9,2 г сополимера акрилонитрила с 5 метилакрилата, 2,3 г целлюлозы (соотношение ПАН:целлюлоза 80/20 мас.%), 3,5 г параформальдегида и 0,058 г катализатора (гидро,карбоната натрия). Затем температуру смеси повышают до 100°С в течение 30 мин и выдерживают при данной температуре в течение 8ч. Полученный ; раствор со следующим соотношением компонентов, масД:

Сополимер акрилонитрила 8,0 Целлюлоза2,0

Параформальдегид 3,0 Бикарбонат натрия (NaHCO) 0,05 Диметилсульфоксид Остальное фильтруют под вакуумом, охлаждают до 20-25°С, обезвоздушивают и формуют в осадительную ванну, содержащую водный раствор диметилсульфоксида, по известным режимам формования ПАН-волокна.

Волокна имеют прочность ., 5 ,0 сН/тексустепень эластичности 75,1%, равновесное влагопоглощение (при относительной влажности б5 и 20с) 6,6, электризуемость 1,6 х10 %/Мс и выдерживают двойных изгибов и 20000 циклов истирания

Пример 2. Условия получения раствора идентичны примеру 1, за исключением того, что используют 10,9 г полиакрилонитрила, 7,27 г целлюлозы (соотношение Wac.), 10,9 г параформальдегида, 0,727 г NaHCO-j и температура растворения составляет . Соотношение компонентов следующее, масД:

Полиакрилонитрил 8,4 Целлюлоза5,6

Параформальдегид 8,t

NaHCOa5,6

Диметилсульфоксид Остальное Волокна, сформованные из указанного раствора, имеют прочность 38,2 сН/текс, степень эластичности 70,3%. гигроскопичность 9,8%, электризуемость 2,0 10 %/м-с и выдерживают 25826 двойных изгибов и 1500 циклов истирания.

Пример 3. Условия получения раствора идентичны примеру 1, за

исключением того, что используют 5,52 г сополимера акрилонитрила с 60% винилхлорида, 3,68 г целлюлозы (соотношение сополимер:целлюлоза60/ 0 мас.%), 5,52 г параформальдегида, 0,37 г указанного катализатора и температура растворения составляет . Соотношение компонентов в растворе составляет, мас;%: Сополимер акрилонитрила с винилхлоридом 4,8 Целлюлоза3,2

Параформальдегид 4,8 МаНСОз0,32

Диметилсульфоксид Остальное

Сформов знные из него волокна имеют прочность 41,7 сН/текс, степень эластичности 71,6% гигроскопичность 9,6%, электризуемость 1,92-10 К/м-с и выдерживают 28931 двойной изгиб, цикла истирания.

Пример 4. Условия получения раствора идентичны примеру 1, за исключением того, что используют 8,3 г сополимера акрияонитрила с метилакрилатои, 0,44 г целлюлозы (соотношение 95/5 мас.%), 0,44 г параформальдегида, 0,009 г катали-затора (стеарата натрия), Соотношение компонентов в прядильном растворе составляет, мас.%:

Сополимер акрилонитрила 7,6 Целлюлоза0,4

Параформальдегид 0,4 Стеарат натрия0,008

Диметилсульфоксид Остальное

Полученные волокна имеют прочность 44,4 сН/текс, степень эластичности 73,2%, гигроскопичность 5,1%, электризуемость 0,3-1fjk/Mc

О

и выдерживают 33419 двойных изгибов ,и 1705 циклов истирания.

Пример 5. Условия получения раствора идентичны примеру 1, за исключением того, что используют 15,б5 г полиакрилонитрила, 0,82 г целлюлозы (соотношение 95/5 мас.%), 1,24 параформальдегида, 0,012 г стеарата и температуру растворения 120°С. Соотношение компонентов в прядильном растворе составляет,. мас.%:

Полиакрилонитрил

13,3 Целлюлоза

0,7 1,05 Параформальдегид Стеарат натрия 0,01

Диметилсуяьфоксид Остальное

Сформованные из указанного раствора волокна имеют прочность сН/текс, степень эластичности 72, гигроскопичность 5,0%, электризуемость 0,35-0 К/м-с и выдерживают 31935 двойных изгибов и 1682 циклаистирания. , Пример 6. Условия получения раствора идентичны примеру 1, за исключеыием того, что берут 0,058 г ацетата натрия. Свойства волокон ана логичны полученным в примере 1. П р и м е р 7. Условия получения раствора идентичны примеру , за исключением того, что берут 0,009 г 100 пиридина. Свойства волокон аналогичны полученным в примере 4, Таким образом, волокна, сформованные из предлагаемых растворов, значительно (в 10-15 раз) превосходят волокна, сформованные из растворов, получаемых согласно известным способам, по устойчивости к многократным деформациям и приблизительно в 2 раза по эластическим свойствам. При этом золокна имеют такую же электризуемость, как из гидратцеллюлозного волокна и высокую гигроскопичность (в 5-10 раз выше, чем у ПАН-волокна).«

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРА ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ВОЛОКНА растворением SU.... 100 65 54 3