Способ модификации поликапроамидных волокон Советский патент 1990 года по МПК D06M13/46 D01F11/04 

Изобретение относится к получению модиЛицированных поликапроамидных (ПКА) волокон.

Прививка к ПК А-волокну полиакрило- нитрила (ПАН) позволяет придать ПКА- волокнам шерстеподобный гриф.и одно- временно повысить cвeтoctoйкocть.

Известен способ получения привитых сополимеров синтетических и природных волокон без образования гомополимера.

Согласно этому способу, прививку ПАН проводят на модифицированное ПКА- в олокно, содержащее химически связанные пероксодисульфатные группы. Для введения в ПКА-волокно пероксодисуль- (Ьатных групп, инициирующих реакцию привитой полимеризации акрилонитрила (АН), используют модифицированные ПКА-волокна, содержащие четвертичные аммониевые группы, и проводят обработку таких волокон водным раствором калиевой соли пероксодисерной кислоты.

Недостаток способа заключается в многостадийности процесса, включающего введение четвертичных аммониевых групп путем прививки к ПКА в начал;

сл

со со

4 ел

мономера j содерлсашего третичный атом азота, е последующим алжилировани гм, обработку такого моцнажцированного П волокна водным раствором персульфата калия и последующую тщательную промывку водой обработанного волокна дл удаления из него хим те:ески не связанного персульфата с цепью исключения образования гомопопимЕ .ра при дальней шей прививке ПАН.

Известен способ получения привиты сополимеров ПКА с ПАН, частично уп- рощакщий процесс введения в состав ПКА-волокна четвертичных аммониевых групп.

Согласно этому способу для Фиксации четвертичных аммониевых групп (ЧАГ) на волокне последние обрабатывают 2,5-7,5%-ным водным раствором смеси триметиламмонийэтилметакрилата : метилсульфата () и К метклол |метакриламида в соотношении (75-85); .: (25-15) в присутствии 1% калиевой соли пероксодисерной кислоты с последующим отжимом до 100% привеса и термообрабатывают при 100-120°С 1- 15 мин. При этом для книциирования I реакции привитой полимеризации АН с ПКА модифицированные волокна обрабатывают водным раствором калиевой соли пероксодисерной киытоты и после этого тщательно промывают водой для удаления не связанного с волокном инициатора. Последняя операция является обязательной, в противном случае образуется при дальнейшей прививке гомополимер.

Наиболее близким к rlpeдлaгaeмo ry является способ модификации поликапр амидных волокон ввeдe иeм в волокно четвертичных а1чмониевых и пероксоди- сульфатнй1х групп и прививкой акрило- нитрила из водного раствора.

Согласно этому способу получения привитых сополимеров ПКА с ПАН введение ЧАГ в ПКА-волокно достигается путем пропитки ПКА-волокон водным раствором четвертичной соли диметил- (З-хлор-2-бутенил)-этилметакрилатам- монийхлорида, содержащим 1% калиевой соли пероксодисерной ки1глоть 5 и образованием сшитой полимерной четвертичной соли () на волокне при тер мообработке в течение мин при 14П-160 С. Полученные таким образом . модифицированные ПКА-волокна содер- .жат 1-2,5% четвертичных аммониевых групп, прочно Фиксированных на ПКА

0

5

5

0

0

волокне. Для получения волокна, содержащего химически связанный инициатор, волокно дополнительно обрабатывают водным раствором калиевой соли пероксодисерной кислоты, а затем тщательно промывают от не связанного химически инициатора.

Однако зтот способ позволяет лишь частично упростить процесс химической Фиксации на ПКА-волокне пероксо- дисульфатных групп, а именно введение ЧАГ в ПКА-волокно. Кроме того, остается необходимость последующей обработки полученных модифицированных волокон водным раствором калиевой соли пероксодисерной кислоты и многократной прог-1ывки его до отсутствия в промывных водах инициатора, что исключает возможность химической Фиксации на ПКА-волокне пероксодисуль- Фатных групп по непрерывной схеме.Пель изобретения - упрощение технологического процесса.

Цель достигается тем, что согласно способу модификации пoликaпpoa tидныx волокон введением в них четвертичных аммониевых и пероксодисульфатных групп и прививкой акрилонитрила из водного раствора введение- указанных групп осуществляют обработкой 0,1- 0,3%-ным раствором соединения со структурным звеном

сн

3

сн

п

аь-с-С1-ь,-с Z

Я®- -®R

S.Og

где

СНз

R - -С-О-СИ-г - СНз и

О

СИо

или

© гм I

у-гм

и удельной вязкостью 0,057-0.186 при 10-120°С, 8-10 мин.

Полученные таким образом модифицированные ПКА-волокна, содержащие 0,022-0,, ЧАГ и 0,05-0,09% пероксодисульфатных групп, в дальнейшем для г ри-1П1р;ч1 нл них АИ.

При указанных условиях часть перо- ксодисульфатных групп расходуется на процесс-Фиксации ПЭКП на ПКА, а часть сохраняется и используется в дальнейшем для инициирования реакции привитой полимеризации АН и ПКА без образования гомополимера.

Уменьшение концентрации ПЭКП в водном растворе при пропитке волокна менее 0,% приводит к уменьшению количества ПЭКП на волокне и, следовательно, к уменьшению количества прививаемого в последствии полимера. Увеличение концентрации свыше 0,3% приводит к тому, что не весь сорби - рованный волокном ПЭКП прочно Фиксируется на ПКА-волокне в процессе термообработки, что приводит к содержанию на волокне ПЭКП, способного диффундировать в пропессе прививки в водный раствор мономера и вызывать образование гомополимера.

Пример 1. Готовят 0,1%-ный раствор ПЭКП,

R :сн

-C-O-CHn-CllnN-CHo II- -

оснз

0,057. Навеску волокна (0,5 г) обрабатывают полученным раствором, отжимают до привеса влаги в волокне 80% и термофиксируют при 1 0°С8мин. Полученное волокно используют в дальнейшем для синтеза привитых сополимеров ПКА с ПАН.

Прививку ПАН ,на ПЮ. проводят Следующим образом.

Модифицированное ПКА-волокно, содержащее химически связанные анионы пероксодисерной кислоты, переносят в колбу, содержащую 7%-ный водный раствор АН (модуль 50). Колбу накрывают клапаном Бунзена или оснащают обратным холодильником и нагревают при 80°С в течение 40 мин.-По окон-, чании прививки волокно тщательно промывают от мономера и высущивают при 80-90°С до постоянного веса. В процессе реакции привитой полимеризации гомополимер не образуется. Количество привитого ПАН, определенное по привесу, составляет 50% от веса исходного ПКА-волокна.

Пример 2. Обработку ПКА-волокна осуществляют аналогично примеру с тем отличием, что готовят

0,3%-ный водный растор ПЭКП, где

R

®N CH5

О-сНз

уй 0,10i, степень отжима волокна после пропитки до привеса влаги 100%, а термообработку осуществляют при 120 с 10 мин. Реакцию привитой сополимеризации осуществляют в условиях примера 1. При зтом на ПКА-волокно прививают 120% ПАН. Гомополимер не образуется.

Пример 3. Обработку ПКА-волокна проводят аналогично примеру 1, с тем отличием, что готовят 0,2%-ный водный раствор ПЭКП, где

© СНз

R -c-o-CH -CH -N-a

II о

СН

25

30

5

0

5

0

5

Т. ул 0,186. Степень отжима волокна после пропитки до привеса влаги 90% , а термообработку осуществляют при 115 С 9 мин. Прививку ПАН к ПКА-во- локну осуществляют в условиях примера 1. При этом на ПКА-волокно прививается 100% ПАН.

Пример 4. Обработку ПКА-волокна проводят аналогично примеру 1 с тем отличием, что для пропитки используют 0,1%-ный раствор ПЭКП, где

® /С1-Ц

R N- -СНз

f УЛ 0,160. Отжим ведут до привеса влаги в волокне 100%, а термообработку проводят при 120°С в течение 10 мин, Прививку ПАН проводят в условиях примера 1. При этом на ПКА прививается 60% ПАН. Процесс прививки идет без образования гомополимера.

Пример 5 (сравнительный по прототипу).

Навеску ПКА-волокна (0,5 г) обрабатывают 5%-ным водным раствором четвертичной соли диметил-(3-хлор-2-бу- тенил)-этилметакрилатаммонийхлорида, содержащим 1% от массы четвертичной соли калиевой соли пероксодисерной кислоты, отжимают до привеса 50% от массы волокна и термообрабатывают при 10 мин. Полученное волокно обрабатывают водным раствором, со- держашим калиевую соль пероксодисе рной кислоты, при 20-25°С 0 мин. После обработки аолокно тщательно про- ыывают. водой в течение 10 raн. Прививку ведут в условиях, аналогичных условиям примера 1. При этом прививается 60% ПАН. Прививка идет без образования гомополимера.

В таблице представлены сравнительные данные по прививке ПАН к ПКА сог ласно предлагаемому и известному способам, а также постадийная характеристика состава ПКА-волокна в процессе подготовки к прививке.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа отпадает необходимость в двух технологических операциях обработке поликапроашщ- ного волокна, содержащего ЧАГ, раствором калиевой соли пероксодисерной

кислоты, тщательной отмывке ПКЛ-во- локна после обработки инициатором от не связанного химически инициатора. Это значительно упрощает технологическую схему получения модийицирован- ного ПКА-волокна, приводит к значительной экономии пероксодисульфата калия и химических соединений, содержащий четвертичные аммониевые группы, существенно сокращает время получения модифицированного волокна, позволяет осуществить процесс модификации по непрерывной схеме в целом, позволяет проводить процесс прививки со 100%-ной эффективностью и хорощей воспроизводимостью. Таким образом, предлагаемой способ позволяет получать модифицированное ПКА-волокно, обладающее.шерстеподобным гриФом.

Изобретение относится к получению модифицированных поликапроамидных (ПКА) волокон. Прививка к ПКА-волокну полиакрилонитрила (ПАН) позволяет придать ПКА-волокнам шерстеподобный гриф и одновременно повысить светостойкость. Согласно этому способу, прививку ПАН проводят на модифицированное ПКА-волокно, содержащее химически связанные пероксодисульфатные группы. Для введения в ПКА-волокно пероксодисульфатных групп, инициирующих реакцию привитой полимеризации акрилонитрила (АН), используют модифицированные ПКА-волокна, содержащие четвертичные аммониевые группы, и проводят обработку таких волокон водным раствором калиевой соли пероксодисерной кислоты.

1 зобре- 0,022-0,066. 0,05--0,09 Отсутствует

тение

Прототип 1,5-2,5ОПрисутствует

0,02243,066 0,05-0,09 50-120 Отсутствует

1 ,5-2,5

Панные отсут.

20-60