Способ получения композиции для формования синтетических волокон Советский патент 1984 года по МПК D01F1/10 

00

4

00

;о Изобретение относится к производс ву химических волокон и может быть использовано при получении синтетиче ких волокон, приближающихся по своим свойствам к натуральным. Известен способ получения химичес ких волокон, включающий введение в волокно модификаторов микробного происхождения белка или фермента тивного гидролиза дрожжей Л . Однако у полученных волокон умень шается только часть свойств, присущих натуральным волокнам, главным образом гидрофильность, электропро. водность, окрашиваемость, но не появляется шерстеподобность (матовость) . Снижение стоимости волокна оказывается несущественным, так как технология получения и особенно применение белков и ферментативных гидролизатов для модификации волокон являются сложными, а затраты на ее осуществление - большими. Наиболее близким к изобретению является способ получения композиции для формования синтетических волокон перемешиванием полимера в динамическом растворителе в присутствии биомассы микроорганизмов при повышенной температуре (более 100°С). Образующаяся композиция содержит, таким образом, не биомассу дрожжей, а продукт ее переработки, и получаемое модифицированное волокно состоит из полимера и добавленных к нему в виде смеси отдельных веществ белка, нуклеиновых кислот, полисахаридов и липидов. Свойства получаемого волокна улучшаются за счет повышения гидрофильности, электропроводности и окра шиваемости z . Однако наличие в составе волокон смеси компонентов разрушенных и раст воренных микробных клеток не приводи к появлению ряда других ценных свойств: шерстеподобности (матовости мягкости грифа и наполненности. Несмотря на сравнительно полное исполь зование биомассы на стадии получения прядильного раствора, стоимость воло на остается высокой, так как замена части дорогостоящего синтетического полимера на более дешевую смесь компонентов дрожжей происходит неэквивалентно: половила последней не удер живается в составе формуемого волокн выходит в осадительную ванну и загрязняет раствор роданида натрия в такой степени,что его регенерация становится трудноосуществимой, а загрязнение сточных вод значительным. Цель изобретения - повьш1ение матовости волокон, мягкости грифа и наполненности. Цель достигается тем, что согласно способу получения композиции для формования синтетических волокон раствор полимера смешивают с суспензией биомассы микроорганизмов с диаметром клеток Oj1-5 мк-и длиной 10-30 мк в том же растворителе в количестве 3-50 мае.ч. на 100 мае.ч. полимера при 25-80°С. Получаемое согласно изобретению волокно содержит клетки микроорганизмов. В отличие от раствора используемого в прототипе, клетки микроорганизмов во всех случаях содержат нуклеопротеиды, липопротеиды и представляют собой систему сложных полимерных структур: внутри клетки находится ядерное вещество рибосомы,состоящее из нуклеопротеидов; там же по окружности клетки расположены мембраны из липопротеидного комплекса; снаружи клетка микроорганизмов окружена оболочкой, представляющей собой единую трехмерную молекулу столь больших размеров, что ее различают в световом микроскопе и измеряют микронами. Основу оболочки дрожжей составляют глюкоманнаны, бактерий - петидогликаны. Благодаря оболочке, имеющей форму полого шара или удлиненного мешка и выдерживающей давление 6 атм, клеткам микроорганизмов свойственны эластичность и устойчивая форма. Введение в прядильную композицию клеток микроорганизмов, состоящих из сложнь1Х полимерных структур и обладающих поэтому эластичностью, устойчивой формой и микроскопическими размерами, приводит к появлению шерстеподобности (матовости), мягкости грифа и наполненности волокна. Клетки микроорганизмов вводят в прядильную композицию в пределах 3-50% от веса полимера, что позволяет достигнуть необходимый эффект без снижения физико-механических свойств волокна ниже допз стимого предела. Биомассу можно вводить в виде как отдельных клеток, так и их скоплений, диаметром 0,1-5 мк и длиной 1030 мк. в композицию для формования волокна вводят дрожжи Candida quilliermondic, содержащие 36 вес,ч. белка, 4,5 вес.ч. нуклеиновых кислот,18 вес.ч углеводов, в том числе, вес.ч.: глюкоманнан 14; липиды нуклеопротеиды 12; липопротеиды 11; зола 8 и влага 9, и бактерии Methylococeus capsulatus, содержащие 39 вес.ч. белка, i вес.ч. нуклеиновых кислот. 13,5 вес.ч. углеводов, в том числе, вес.ч.: пептидогликан 7; весулипиды 1; нуклеопротеиды 16; липопротеиды 9,5; зола 9 и влага 7. П р и м е р 1. В мономерную смесь ,. 15 состоящую из 92,5 вес.ч. акрилонитри ла (АН); 6,0 вес.ч. метилакрилата (МА) и 1,5 вес.ч. итаконовой кислоты (ИК) вводят 0,5 вес.ч. ДИНИЗ и по 2,1 вес.ч. ИЗП и двуокиси мочевины. Полимеризацию проводят в, 543 вес.ч. 51%-ного раствора роданида натрия при в течение 60 мин с последую щей отгонкой мономеров. Выход полиме ра 82,5%, К 100 мае.ч. раствора с температу рой , содержащего 12,7 мае.ч. полимера, добавляют 0,38 мае.ч. клеток дрожжей (диаметром 5мк и длиной 30 мк) в виде 20%-ной суспензии в 51,5%-ном растворе NaCNS. Полученную композицию интенсивно перемешивают до получения равномерной композиции Композиция имеет следующие характеристики: рабочая вязкость 380 с, удельная вязкость 1,05. Формование обезвоздушенной и профильтрованной композиции проводят через фильеру 100/0,08 и 11%-ный водный раствор роданида натрия (NaCNS) при 10 С и отрицательной фильерной вытяжке 60% Волокно подвергают вытяжке: предварительной при 25°С на 150-200% и пластификационной в.паровой камере так, что общая степень вытяжки составляет 700-750%. Полученное волокно содержит 100 мае.ч. волокнообразующего полим ра и 3 нас.ч. клеток дрожжей. Кроме того, волокно лишено блеска и имеет шерстеподобный (матовый) вид. 2. К 100 мае, ч. пол ченного как в примере 1 раствора с температурой 25°С, содепжащего 12,5 мае.ч. полимера, добавляют 6,25 мае,ч, клеток бактерий в виде 20%-ной суспензии в 51%-но г раствор NaCNS (клетки имеют диаметр 0,1 мк 11 394 и длину 10 мк) . Получениум KUMIUKUIIUIKинтенсивно перемешивают до получения равномерного распределения бактериальных клеток в композиции. Композиция имеет следующие характеристики: рабочая вязкость 270 с, удельная вязкость 1,1. Формование обезвоздушенной и профильтрованной композиции проводят через фильеру 100/0,08 в 3%-ный водный раствор NaCNS при 10 С. Волокно подвергают вытяжке: предварительной при 25С на 250-300% и пластификационной в паровой камера так, что общая степень вытяжки составляет 900-950%. Полученное волокно содержит 100 мае.ч. волокнообразующего полимера и 50 мае.ч. клеток бактерий. Волокно имеет шеретеподобный (матовый) вид. Пример 3. Раствор, содержащий 13 мае.ч. полимера: АН:МА (94:6), получают на опытной установке по режиму, указанному в примере 1. В гомогенизаторе к растору полимера е температурой добавляют клетки дрожжей в виде 20%-ной тонкодисперсной суспензии в 51%-ном растворе роданида натрия. Количество клеток дрожжей в смеси составляет 15 мае.ч, от массы полимера. После тщательного перемешивания, обезвоздушивания и фильтрации прядильную композицию направляют в прядильную машину и формуют через фильеру 20 тыс,/О,08 в 11%-ный водный раствор при 10 С, Волокно вытягивают на 650-700% в паровой камере, отмывают от остаточного растворителя, подвергают авиважной обработке, сушат на барабанной сушилке и гофрируют. Из полученного волокна изготовляют пряжу, которую перерабатывают в трикотажную ткань, обладающую шерстеподобностью, мягким грифом, воздухо- проницаемостью, устойчивостью к пиллингу и хорошими колориетичеекими и а: тиетатическими свойствами. Пример 4, К100 мае.ч, порошкообразного поливинилхлорида (ПВХ) добавляют 500 см охлажденного до 12°С диметилформамида (ДМФ). После набухания ПВХ смесь нагревают до его растворения, К полученному прядильному раствору с температурой 80 С добавляют 25 мае,ч. клеток бактериГ в 50%-ной суспензии в ДМФ и активно перемешивают, 11рялпльн5,(1 ком$11134396

позицию, содержащую ПВХ и клетки(15:85). Свежесформованное волокно

бактерий, обеэвоэдушивают, фильтруютподвергают пластифнкационной вытяжке

и формуют через фильеру 100/0,08 вна 450%, отмывают от растворителя

водио-диметилформамидную ваннувытяшвают в паровой камере еще на 200Zt

В таблице приведены свойства синтетических волокон содержащих клетки микроорганизмов.

Таким образом использование изобретения позволяет получать синтетические волокна с улучшенными потребительскими свойствами за счет появления матовости и усиления, наряду с гидро шьностью электропроводностью и окрашиваемостью мягкости грифа и наполненности, а также со сниженной стоимость) за счет упрощения технологии модификации. При этом отпадает необходимость в осуществлении сложной операции растворения клеток микроорганизмов при высокой температуре с применением лртучего и пожароопасного спирта; отпадает необходимость в разработке и применении сложной технологии очистки регенерируемого роданида натрия, так как при использовании изобретения-прототипа в осадительную ванну вымываются большие количества спирта и продуктов производимого разрушения и растворения клеток микроорганизмов; исключается дополнительное загрязнение сточных вод органическими продуктами, поступающими из осадительной ванны; исключаются большие потери продуктов разрушения клеток микроорганизмов, так как они волокнообразующими полимерами удерживаются весьма неполно.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН смешением полимера, растворителя и биомассы микроорганизмов, отличающийся тем, что, с целью повышения матовости волокон, мягкости грифа, наполненности, раствор полимера смешивают с суспензией микроорганизмов с диаметром клеток 0,1-5 мк и длиной 10 - 30 мк в том же растворителе в количестве 3-50 мае.ч. на 100 мае.ч. полимера при 25-80 С. § Ь