Способ получения полигексаметиленадипамидного волокна Советский патент 1990 года по МПК D01F6/60 

Изобретение относится к технологии химических волокон, в частности к получению высокопрочных полигексаметиленадипамидных волокон, которые могут быть применены при изготовле- .НИИ .дромьшшенных материалов, белья и одежды, а также для изготовления корда для шин,

Цель изобретения - повышение прочности волокна на разрыв до не менее 10 г/денье.

П .р и м а р. 1 , 50%-ньш водный

раствор адипината гексаметилерщиаммония,непрерывно подают в конденса-

fop со скоростью 2000 вес.ч. в 1 ч,

конденсируют до концентрации 70вес.%,

после чего подают в первый реактор.. Темп- -ратуру в реакторе поднимают в течение ч с 220 до , давление при этом устанавливают 17,5 кг/с Затег реакционную смесь подают во второй реактор, в котором давление в течение 20 мин снижают до атмосферного, а температуру поднимают до 280 С. После удаления водяного пара в газожидкостном сепараторе остаток прядут в виде жгута продавливанием через прядильную фильеру, жгут охлаждают водой и режут на кусочки., Их относительная вязкость в растворе муравьиной кислоты равна 29,7j число концевых СООН-групп равно 101,5 ммоль/к и число концевых NH--rpynn равно 62,5 ммоль/кг. :. 5000 вее,ч. полимерной крошки под™ вергают полимеризации в твердой фазе в реакторе барабанного типа при тем-, пературе рубашки 220°С в потоке газа азота, имеющего скорость потока 3 л/ч/кг полимера. Через 3 ч 20 мин полученный полимер охлаждают и удаляют из реактора полимеризации для того,.чтобы крошка, имеющая относительную вязкость муравьиной кислоты 75,0, получила .значение концевой СООН группы 67,0 мгмоль/кг и значение концевой (КН ПГруппы 27,2 мгмоль/кг Полученную крошку зкструдируют из формовочной фильеры, имеющей 210 отверстий диаметром 0,27 мм при температуре 298С, далее сформованную нить пропускают через цилиндрический нагреватель длиной 350 мм, температуру которого регулиру до , а затем охлаждают. После добавки смазочного средства нить еразу удаляют с первой пары выгяжных валков и затем последовательно направ ляют их на вторую, третью и четвертую пары вытяжных валкоз, которые вращаются с последовательно увеличивающей ся окружной скоростью, после -этого волокно подвергают вытягиванию и тер мостабилизадии в три стадии и наматы вают со скоростью намотки 1300 м/мин Температуру четырех пар вытяжных вал ков G;, ; G и G. регулируют от комнатной температуры до 60 .190 и 22рс соответственно. Отношения окр жных скоростей ; и скорости намоткк G4 равняются соответственно 1,05; 3,54; 1,67 и 0,907, А и менно, отношение G4/Gрав но 6,21. . -- , , Полученная таким образом нить (12 денье) 1имеет относительную вязкость муравьиной кислоты 71,0; предел проч ности..на разрыв 10,4 г/д, удлинение 20,1%, т.е. ударную вязкость 209,О г % усадка при сухом тепле составляет 3,0% и коэффициент стабильности связанной молекулы 0,13. Нить подвергают кручению (32x32 витков/10 ем), с образованием сырого корда (260 денье/2р Затем корд подвергают обработке окунанием в резорцинформалино- вый латекс сначала п.ри ,и напряжении 2 кг/корд в течение 140 с, затем при 230, нагрузке 3,8 кг/кор в течение 4,0 с, далее при , на грузке 2,6 кг/корд в течение 40 с, Количество налипшего латекса 4,5вес,%. Корд был заделан в каркасную резину и подвергнут вулканизации без нагрузки при 30 мин, В результате прочность на разрыв вулканизационных кордов равна. 7, 7г/д, а процент сохранения прочности на разрьш вулканизованных кордов составлял 74,0. I П р и м е р 2, 5000 вес.ч. крошки, имеющей низкую вязкость и полученную по примеру 1 (т.е. относительная вязкость муравьиной кислоты 29,7 полимеризуют в твердой фазе в реакторе барабанного типа при температуре рубашки 200с в потоке азота при скорости потока 3 л/ч/кг полимера. Через 15 ч полученный полимер охлаждают и удаляют из реактора для полимеризации, при этом крошка, имеющая относительную вязкость муравьиной кислоты 120,4, получила значение концевой GOOH-группы 57,1 мгмоль/кг и значение концевой j bTI T-группы 18,3 мгмоль/кг. Полученную кроппсу экструдируют из фильеры, имеющей,210. отверстий диаметром 0,23 мм, при температуре , после этого нить пропускают через цилиндрический нагреватель длиной 350 мм, температуру которого регулируют до 370°С, а затем охлаждают. Затем после добавки смазочного средства нить сразу удаляют с первой пары вытяжных валков и после этого последовательно направляют на вторую, третью и четвертую пары вытяжных валков, которые вращаются с последовательно увеличивающейся окружной скоростью, затем подвергают вытяжке и термостабилнза- ции в три стадии и наматывают со скоростью намотки 2200 м/мин. Температуру четырех пар вытяжных валков G .peгyлиpyют от комнатной температуры до 80; 230 и 245с соответственно. Отношение окружных скоростей и скорости намотки G равняются соответственно 1,01; 3,14; 1,70 и 0,876. А именно, отношение равно 5,39. Полученные нити имеют относительную вязкость по муравьиной кислоте 111,8; предел прочности на разрыв 10,4 г/д; удлинение .т.е. ударную вязкость 225,7 г/д %, усадку в сухом тепле 1,8% и коэффициент -стабильности связанной молекулы 0,09,

515

По примеру J КЗ нитей формуют необработанные корды, которые подвергают обработке окунанием и вулкани зации, и затем измеряют предел прочности на разрыв вулканизованных кордов, имитирующих резину. В результате предел прочности на разрыв вулканизованных кордов достигает 7,9 г/д, а процент сохранения прочности на разрыв вулканизованных кордов составляет 76,

П р и м е р 3. Полученную по примеру I крошку с относительной вязкостью в муравьиной кислоте 29,7 подвергают деполиконденсации при температуре рубашки реактора и времени 6,5 ч до достижения относительной вязкости 79 и экструдируют из прядильной фильеры, имеющей 210 отверстий диаметром 0,27 мм, при температуре 298 С, затем полученные нити пропускают через цилиндрический нагреватель длиной 150 мм, температуру которого регулируют до 310°С, а за- тем охлаждают. После добавки смазочного средства нити сразу удаляют с первой пары вытяжных валков и последовательно пропускают через вторую и третью пары вытяжных валков, которые вращаются с последовательно увеличивающейся окружной скоростью, затем подвергают вытягиванию и нагреву в две стадии и далее наматывают при скорости намотки 1500 м/мин. ТемпераТУРУ трех пар вытяжных валков Ggi G, регулируют до 70; 215 и соответственно. Отношение окружных скоростей , ; G3/G2 и скорости намотк G равно соответственно 3,65; 1,66 и 0,886, т.е. Gg/C составляет 6,06. Полученные нити имеют относительную вязкость по муравьиной кислоте 74,2; прочность на разрыв 10,3 г/д; удли- . нение 21,5%, т.е. ударную вязкость 221,5 г/д %, усадку при сухом тепле 2,7% и коэффициент стабильности свя- занной молекулы 0,13.

По примеру 1 из нитей формуют необработанные корды, которые затем подвергают обработке окунанием и вулканизации и измеряют предел прочности на разрыв вулканизационных кордов, которые имитируют резину. В результат прочность на разрыв вулканизованных кордов равна 7,6 г/д, а процент сохранения прочности на разрыв вулканизованных кордов составлял 73,8.

10 . 6

П р и м е р 4. Крошку примёра 1 с относительной вязкостью 29,4 подвгают деполиконденсации при 210 С 7,25 ч по относительной вязкости 90,0 и экcтpyдиpi oт через фильеру, имеющую.312 отверстий диаметром 0,27 мм, при температуре 303°С,,затем вытянутые.нити пропускают через .цилиндрический нагреватель длиной 50 мм, температуру которого регулируют до 350С, затем .охлаждают. После добавки смазочного средства нти сразу удаляют с первой пары вытяжных валков и последовательно направляют через вторую, третью, четвертую и пятую пары вытяжных валков которые вращаются с последовательно увеличивающейся окружной скоростью причем после этого их подвергают вытяжке и нагреву в четыре стадии и наматывают при скорости намотки 1500 м/мин.- Температуру пяти пар вытяжных валков G 5регулируют от комнатной температуры до 80, 210, 230 и 250G соответственно, Соотношения окружных скоростей ., ; tJj/G ; скорости намотки G4 равнь Г,03; 3,52; 1,67; 0,995 и 0,884 соответственно, т.е. 4./G равно 6,€5.Полученные нити 1890 денье имею-т относительную вязкость по муравьиной кислоте 83,3; предел прочности на разрыв 10,4 г/д; удлинение 21,2%, т.е. ударную вязкость 22015 г/д %, усадку при су- . хом тепле 2,0% и коэффициент стабильности связанной молекулы 0,09. Подобно примеру 1 из нитей формуют корды, которые подвергают обработке окунанием и вулканизации и после этого измеряют предел прочности на разрыв вулканизованных кордов имитирующих резину. В результате предел прочности на разрьш вулканизованных кордов равен 7,9 г/д, а процент сохранения прочности на разрыв вулканизованных кордов - 76,0. Приме р 5, Получают полимер согласно примеру 4 с относительной вязкостью 90, числом концевых СООНгрупп 62,7 ммоль/кг и числом концевых Ш--групп 23,0 ммоль/кт. Полученную крошку продавливают, через фильеру с 312 отверстиями диаметром 0,27 мм при 303 С, нить пропускают через цилиндрический нагреватель длиной 150 мм, нагретый до З50с, и охлаждают. После добавления замасли- вателя нить пропускают через первую, вторую, третью и четвертую пары дис ков, вращающихся с последовательно вoзpacтaюпy ми окружными скоростями, подвергают трехступенчатому вытягиванию и отверждению при нагреве, Намотку осуществляют со скоростью 1500 м/мин. Температуру четырех ступеней дисков G, G, G.g, G устанавливают соответственно 80; 210 230 и . Отношение окружных скоросте G4/G5 и скорости намотки Gg равны-соответственно 3,63; 1,67; 0,995 и 0,886. Отношение Gg/G равно 6,06. Полученная нить имеет относительную вязкость в растворе муравьиной кислоты 83; прочность 10,4 г/денье вытяжку 2i%, что соответствует л есткости 218,4 г/денье %; усадку при сухом нагреве 2%} коэффициент устойчивости связанной молекулы 0,09. Прочность прлученного корда 7,9 г/денье. Процент сохранения прочности вул- канизироранного корда 76. П р и м е р 6 сравнительный. Для формования используют полигексаметиленадипаг-отд с относительной вязкостью по муравьиной кислоте 70. Сформованное волокно толщиной 1000 д . нье охлахздают водой и вытягивают на ..первой стадии в 3,5 раза в присут ствии пара так, чтобы поверхность моноволокна пластифицировалась, затем в 1,3 раза в зоне с излучающим нагревом, далее наматывают волокно с высокой релаксацией. Волокно имеет прочность 9,2 г/денье; удлинение 15,8%. Формула изобретения Gnoco6 получения полигексаметиленадипамидного волокна формованием из расплава полимера вытягиванием при повьпиенной температуре и намоткой, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности волокна на разрыв до не менее 10 г/денье, для формования используют полимер, подвергнутый деполиконденсации в твердой фазе при 180-230 0 до повыщения его относительной вязкости до 75-120, сформованное волокно вытягивают в две - четыре стадии с общей кратностью вытяжки 5,39-6,21 и ступенчатом подьеме температуры от комнатной до на первой стадии и до 220-250 0 на последней, а намотку осуществляют при отношении скорости намотки к скорости движения волокна, выходящего с последней стадии вытягивания, равном 0,876-0,907.

Изобретение относится к технологии производства химических волокон, в частности высокопрочных полигексаметиленадипамидных волокон, которые могут быть применены для изготовления промышленных материалов, белья, одежды, а также для изготовления корда для шин. Изобретение обеспечивает повышение прочности волокна на разрыв до 10 г/денье за счет того, что формирование волокна осуществляют из полигексаметиленадипамида, подвергнутого деполиконденсации в твердой фазе при 180-230°С до повышения относительной вязкости до 75-120. Затем сформованное волокно вытягивают в две-четыре стадии с общей кратностью вытяжки 5,39-6,21 и ступенчатом подъеме температуры от комнатной до 80°С на первой стадии и до 220-250°С на последней. Намотку осуществляют при отношении скорости намотки к скорости движения волокна, выходящего с последней стадии вытягивания, равном 0,876-0,907.