Способ модификации полиэтилентерефталатных нитей Советский патент 1984 года по МПК D01F11/04 C08F291/00 

Изобретение относится к хими- ческой модификации полиэтилентерефт латных (ПЭТФ) нитей получением на их основе привитых терполимероВ (тройных сополимеров). Известны способы модификации ПЭТФ-нити прививкой винилового мо номера радиационным или химическим методом С13 и C2l. Однако указанные способы недостаточно рациональны и не могут быть рекомендованы для практического использования из-за малой эффективности прививки. Наиболее близким к изобретению является способ модификации поли-этилентерефтапатных нитей прививкой винилового мономера из водного раст вора в присутствии;каталитической системы Н,02-Ре50 при 95-100 С. В качестве винилового мономера используют, например, метакриловзто ;кислоту СЗ. Такие нити отличаются повышенной по сравнению с исходными ПЭТФ-нитям гигроскопичностью, однако значитель ное повьшение гигроскопичности достигается при заметном снижении абсолютной прочности исходных нитей. Кроме того, данным способом не удается привить к ПЭТФ-нитям такие мономеры как акриламид и винилацетат. Цель изобретения - повышение гиг роскопичности нитей при сохранении их прочности. Цель достигается тем, что соглас но способу модификации полиэтилентерефталатных нитей прививкой винилового мономера из водного раствора в присутствии каталитической системы HjO,j-FeSQ при 95-100 0, прививают смесь метакриловой кислоты с акриламидом или винилацетатом в молярном соотношении 1,71-1,8:0,190,2 или метилметакрилата с акрилами дом или винилацетатом в молярмоМ соотношений 1,9-1,995:1)1-0,105 при суммарной концентрации мономеров в реакционной среде -1,9-2,1 моль/л. Способ модификации ПЭТФ-нитей за ключается в следующем. Исходную ПЭТФ-нить, освобожденну от замасливателя, помещают в нагретую до 100°С реакционную смесь, пре ставляющую собой водный раствор (ил эмульсию, стабилизированную эмульга тором ОП-10) смеси двух мономеров с суммарной концентрацией 1,9- , 2,1 моль/л при модуле ванны 30 мл/г. В реакционную смесь вводят для предотвращения о.бразования гомополимера в количестве 0,08% от массы мономеров и перекись водорода в количестве 0,06% от массы мономеров. Нить выдерживают в реакционной смеси в течение часа. Модифицированное волокно (терполимер) извлекают из реакционной смеси и промывают водой или органическим растворителем. Степень прививки в зависимости от природы мономеров и состава смеси максимально достигает 60%. Полученные волокнистые терполимеры представляют собой не поддающиеся разделению трехкомпонеитные системы: полиэтилентерефталат - полиметилметакрилат - акриламид (ПЭТФ-ПММА-ПАА); полиэтилентерефталат - полиметилметакрилат - поливинилацетат (ПЭТФ-ГШМА-ПВА); полиэтилентерефталат - метакриловая кислота - винилацетат (ПЭТФ-ПМАК-ПВА); полиэтилентерефталат - полиметакриловая кислота акриламид (ПЭТФ-ПМАК-ПАА). Определение плотности терполимеров и сравнение ее с расчетной по аддитивной схеме показьшает, что экспериментально найденная плотность во всех случаях несколько вьше. Малая величина ,004-0,05 г/см свидетельствует, что основная масса прививки образует плотный чулок на поверхности волокна, а часть привитой фазы залечивает микродефекты ПЭТФнити и проникает внутрь аморфных областей микрофибрилл. П р и м е р 1. 1 г ПЭТФ-нити с линейной плотностью 9,9 текс помещают в 30 мл нагретого до водного раствора 4,6 г .Щ.К(1 ,амоль/л) и 0,5 г ВА (0,2 моль/л) с рН 2,75. Сумйарная концентрация мономеров 2,0 моль/л. К реакционной смеси добавляют 0,004 т FeSO 7-Н20о (0,0005 моль/л) и 0,003 г перекиси водорода (0,003 моль/л) и выдерживают ее в течение часа, после чего модифицированную нить отжимают и промывают водой. Выход терполимера ПЭТФ-ПМАК-ПВА 1,519 г. Степень при вивки 51,9%. Гигроскопичность терполимера ПЭТФ-ПМАК-ПВА л-в 9 и в 1,5 раза выше таковой исходной ПЭТФ-нити и бинарного сополимера ПЭТФ-ПМАК со степенью прививки 55% соответственно, 3 Светостойкость терполимера 2 раза выше таковой исходной ГТЭТФнити. Абсолютная .прочность терполимера ,на 11 и на 43% вьше таковых исход ной ГТЭТФ-нити и бинарного сополимера ПЭТФ-ПМАК- со степенью прививки 55% соответственно. Пример2. 2г ПЭТФ-нити с л нейной плотностью 9,9 текс помещают в 60 мл нагретого до 100 С водного раствора 9,2 г МК (1,8 моль/л) и 0,85 г АА (072 моль/л) с рН 2,75. Суммарная концентрация мономеров 2,Омоль/л. К реакционной смеси добавляют 0,008 г FeSO THjO (0,0005 моль/л) и 0,006 г перекиси водорода (0,003 моль/л) и вьщерживают ее в течение часа, после чего модифицированную нить отжимают и промывают водой. Выход терполимера ПЭТФ-ПМАК-ПАА 3,24 г. Степень приви ки 62% .. Гигроскопичность терполимера ПЭТФ-ПМАК-ПАА л в 8 и « в 1,4 раза выше таковых исходной ПЭТФ-нити и бинарного сополимера ПЭТФ-ПМАК со степенью прививки 60% соответственн Светостойкость терполимера /« в 1,5 раза выше таковой исходной ПЭТФ Абсолютная прочность терполимера примерно равна таковой исходной ПЭТФ-нити и ,л на 40% вьше таковой бинарного сополимера ПЭТФ-ПМАК со степенью прививки 60%. ПримерЗ. 1,5 г ПЭТФ-нити с линейной плотностью 9,9 текс помещают в 45 мл нагретой до водной эмульсии 8, 55 г ММЛ. (1,9 моль/л и 0,39 г ВА (0,1 моль/лУ стабйлизированной добавкой 1 г эмульгатора ОП-10. Суммарная концентрация мономеров 2,0 моль/л. К реакционной сме си добавляют 0,008 г FeS047H20 (0,0006 моль/л) и 0,006 г перекиси водорода (0,004 моль/л) и вьщерживают ее в течение часа, после чего модифицированную нить отжимают и промывают последовательно ацетоном и водой. Выход терполимера ПЭТФПМАА-ПВА 2,0 г. Степень прививки 33,3%. Гигроскопичность терполимера ПЭТФ-ПММА-ПВА/ в 3 ил в 2 раза выше таковой исходной ПЭТФ-нити и бинарного сополимера ПЭТФ-ПММА со сте пенью прививки 37% соответственно. 014 Светостойкость терполимера / в 2 раза Bbmie таковой исходной ПЭТФнити. Абсолютная прочность терполимера 20% вьппе таковой .исходной ПЭТФ-, нити и примерно равна таковой бинар ного сополимера ПЭТФ-ГММА со степенью прививки 37%. Пример 4. 1,5 г ПЭТФ-нити с линейной плотностью 9,9 текс помещают в 45 мл нагретой до 95°С водной эмульсии 8,55 г ММА (1,9 моль/л) и 0,3.2 г АА (0,1 моль/л), стабилизированной с добавкой 1 г эмульгатора ОП-10. Суммарная концентрация мономеров 2,0 моль/л. К реакционной смеси добавляют 0,008 г FeSO -7H20 (0,0006 моль/л) и 0,006 г перекиси водорода (0,004 моль/л) и вьщерживают ее в течение часа, после чего модифицированную нить отжимают и промьшают последовательно ацетоном и водой. Выход терполимера ПЭТФПММА-ПАА 1,725 г. Степень прививки 15%. Гигроскопичность терполимера ПЭТФ-ПММА-ПАА /ов 4 и .в2,5 раза вьппе , таковых исходной ПЭТФ-нити и бинарного сополимера ПЭТФ-ПША со степенью прививки 37%. Светостойкость терполимера в л/ 1,8 раза выше таковой исходной ПЭТФ-нити. Абсолютная прочность терполимера /vHa 10% выше таковой исходной ПЭТФнити и примерно равна таковой бинарного сополимера ПЭТФ-ПММА. Пример 5. 1 г ПЭТФ-нити с лииейной плотностью 9,9 текс помещают в 30 мл нагретого до водного раствора 4,37 МАК (1,71 моль/Ь) и 6,475 г ВА (0,19 моль/л) с рН 2,75, Суммарная концентрация мономеров 1,9 моль/л, К реакционной смеси добавляют 0,004 г FeSO -7H20 (0,0005 моль/л) и 0,003 г перекиси водорода (0,003 моль/л) и выдерживают ее в течение часа, после чего модиф1щированнуто нить отжимают и промьшают водой. Выход терполимера ПЭТФ-ПМАК-ПВА 1,50 г. Степень прививки 50%. Гигроскопичность терполимера кв 9 и л в 1,5 раза выше таковой исходной ПЭТФ-нити и бинариого сополимера ПЭТФ-ПМАК со степенью прививки 55% соответственно (равновесное вла- госодержание при 65% влажности возуха v 4, 7%) . Светостойкость терполимера в 2 раза вьше таковой исходной ПЭТФ-нити.

Абсолютная прочность терполимера на 11 и лУ на A3Z выше таковых исходной ПЭТФ-нити и бинарного сополимера ПЭТФ-ПМАК со, степенью прививки 55% соответственно и составляет 363 Гс.

Примерб. 1.5г ПЭТФ-нити с линейной плотностью 9,9 текс помещают в 45 МП нагретой до водной эмульсии 8,98 г ММА (1,995 моль/л) и 0,41 г ВА (0,105 моль/л) стабилизированной добавкой 1 г эмульгатора ОП-10. Суммарная концентрация мономеров 2,1 моль/л. К реакционной смеси добавляют 0,008 г FeS04-7H20 (0,0006 моль/л) и 0,006 г перекиси водорода (0,004 моль/л) и выдерживают ее в течение часа, после чего модифицированную нить отжимают и по следовательно промывают ацетоном и водой. Выход терполимера ПЭТФ-ПММАПВА 2,05 г. Степень прививки 36,6%,

Гигроскопичность терполимера ПЭТФ-ПММА-ПВА xJ в 3 и v2 раза вьше таковой исходной ПЭТФ-нити и бинарного сополимера ПЭТФ-ПММА со степень прививки 37% соответственно (равновесное влагосодержание при 65% влажности воздуха 1,7%). Светостойкость

терполимера т/ в 2 раза вьппе таковой исходной ПЭТФ-нити.

Абсолютная прочность терполимера примерно равна таковой бинарного сополимера ПЭТФ-ПММА и на 13% вьппе таковой исходной ПЭТФ-нити и составляет 375 Гс.

Пример 7. Образец терполимера выдерживают в эксикаторе с относительной влажностью воздуха 65% в течение 3 сут до постоянной массы, после чего взвешивают. Затем этот образец высушивают в вакуум-сушильном шкафу при и 6,67 кЙа до постоянной массы, после чего взвешивают. Равновесное влагосодержание (гигроскопичность) рассчитывают по формуле

.-GC

100%

где G- ий-.- масса влажного и сухоD го образца терполимера, соответственно. Таким образом, согласно изобретению, получают модифицированные полиэтилентерёфталатные нити на основе терполимеров, обладающие повьшенной гигроскопичностью при сохранении ;прочности.

СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТНЫХ НИТЕЙ прививкой винилового мономера из водного раствора в присутствии каталитической системы H Oj-FeSO при 95-1QO®C, отличающийся тем, что, с целью увеличения гигроскопичности нитей при сохранении их прочности, прививают смесь метакриловой кислоты с акриламидом или винилацетатом в молярном соотношении 1,71-1,8:0,190,2 или метилметакрилата с акрила- , МИДОМ или винилацетатом в молярном соотношении 1,9-1,995:0,1-0,105 при суммарной концентрации мономеров в i О реакционной среде 1,9-2,1 моль/л. С