Способ получения раствора для формования полиакрилонитрильного волокна Советский патент 1992 года по МПК D01F6/18 

Изобретение относится к технологии получения полиакрилонитрильного волокна, в частности к способу получения раствора для формования полиакрилонитрильного волокна, получаемого непрерывным способом, которое используется в качестве исходного сырья в производстве углеродного волокна, для армирования каучуков.

Целью изобретения является повышение прочности волокна.

Пример 1. Готовят реакционную смесь, содержащую 18% смеси мономеров, состоящих из 93% акрилонитрила, 5,7% ме- тилакрилата и 1,3% итаконовой кислоты (вводят в виде итаконата натрия), и 82% 51,5%-ного водного раствора NaCNS, к смеси добавляют 0,6% от веса смеси мономеров азобисизобутиронитрила, рН смеси доводят до 7 добавлением 22 %-ного раствора NaOH, и смесь пропускают при непрерывном перемешивании через два последовательно расположенных реактора с отношением объемов 1:2, температурой первого реактора 67°С и второго 61°С при подаче реакционной смеси в первый реактор снизу и отводе прядильного раствора сверху второго реактора. Суммарное время пребывания смеси в реакторах 30 мин. Из реактора удаляют непрореагировавшие мономеры, нагревая в вакууме на ротационном испарителе. Получают раствор для формования с вязкостью 700 П, концентрацией сополимера 4,09% и удельной вязкостью 7.5 (0,5%-ный.раствор сополимера в диме- тилформамиде, 25°С). Из полученного раствора формуют волокно, экструдируя его в осадительную ванну, содержащую 12,3%- ный водный раствор NaCNS при 8°С с филь- ерной вытяжкой 64%, используя фильеру на 100 отверстий диаметром 0.2 мм. Гель-во2 ю ы о

ел

локно вытягивают сначала в5,11%-ном водном растворе NaCNS при 55°С. затем во второй ванне с 1,28%-ным водным раствором NaCNS при 92°С с суммарной кратностью вытягивания 11. Получают волокно прочностью89 гс/текс иудлинением 14.4%, Для сравнения волокно текс 0,17, сформованное из обычного раствора полимера, имеет прочность 45 гс/текс и удлинение 18%.

Молекулярную массу сополимера рассчитывают по формуле Марка-Хауинка / К к Ма.

Динамическую вязкость рассчитывают по формуле К х Ма х С, где /отн tj/tfi;

г) - вязкость раствора, П;

- вязкость растворителя, П (для роданида натрия 4,95x10 3 П;

С - концентрация сополимера.

Данные по молекулярной массе, динамической вязкости и удельной вязкости приведены в таблице.

Примеры 2-9. Раствор для формования полиакрилонитрильного волокна получают аналогично примеру 1, за исключением того, что изменяют условия сополи- меризации. Условия получения приведены в таблице. Волокно из полученного прядильного раствора получают аналогично примеру 1. Свойства приведены в таблице.

0

5

0

5

0

П р и м е р 10 (сравнительный). Получают раствор для формования волокна гомогенной сополимеризацией акрилонитрила с ме- тилакрилатом и итаконовой кислотой в концентрированном водном растворе роданида натрия в присутствии радикального инициатора азобисизобутиронитрила. Концентрация мономеров и роданида натрия аналогична примеру 1. Реакцию сополиме- ризации проводят при рН среды 5,1 в одном реакторе в течение 75 мин. В результате получают раствор сополимера акрилонитрила с с мол.м. 60 тыс. Волокно из полученного раствора по/,/ччзют аналогично примеру 1. Свойства волокна и сополимера приведены в таблице.

Формула изобретения Способ получения раствора для формования полиакрилонитрильного волокна непрерывной сополимеризацией акрилонитрила с винилыными сополимерами в среде концентрированного йодного раствора роданида натрия в присутствии инициатора полимеризации, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности волокна, устанавливают рН среды равным 6-10, а сополимеризацию осуществляют в двух последовательно расположенных реакторах с соотношением объемов 1:1-1:8 и температурой 67-78 и 61-63°С соответственно, причем в первом реакторе температуру поддерживают на 6-17°С выше, чем во втором.

Изобретение относится к технологии получения полиакрилонитрильного волокна, в частности к непрерывному способу получения раствора для формования волокна, и может быть использовано в качестве исходного сырья в произвбдстве углеродного волокна. Изобретение позволяет повысить прочность волокна за счет того, что непрерывную сополимеризацию акрило- нитрила с винильными сомономерами в среде концентрированного водного раствора роданида натрия в присутствии инициатора осуществляют в двух последовательно расположенных реакторах с соотношением объемов 1:1-1:8 и температурой 67-78°С и 61-63°С соодветственно, причем в первом реакторе температуру поддерживают на 6- 17°С выше, чем во втором. 1 табл. (Л С