Способ получения модифицированного полиакрилонитрильного волокна Советский патент 1993 года по МПК D01F11/04 

Изобретение относится к модифицированным химическим волокнам и может быть использовано в производстве полиакрило - нитрильного волокна для текстильной промышленности и технических целей.

Целью изобретения является улучшение физико-механических и физико-химических свойств полиакрилонитрильного волокна.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения модифицированного ПАН волокна, заключающемся в формовании сополимера полиакрилонитрила, вытяжке волокна, модификации свежесформованного гель-волокна, аеиважной обработке и окончательной сушке волокна, модификацию проводят на стадии авиважной обработки, введением вавиважный раствор 5-15 % триполифосфат натрия (Т.ПФН) при следующем соотношении компонентов в модифицированном волокне, мас,%: Сополимер полиакрилонитрила93-97,5 Триполифосфат натрия 2,5-7,0 Применяемые материалы выпускаются по следующим ГОСТам: Полиакрилонитрильное волокно ОСТ 6-06-2-80 Триполифосфат натрия ГОСТ 13493-86, белый порошок, химическая формула

го

ы

Триполифосфат натрия ГОСТ 13493-86, белый порошок, химическая формула МабРзОю; нетоксичен, пожаро-взрывобезо- пасен.

Модификацию ПАН волокна осуществляют способами:

Первый способ получения модифицированного ИПН волокна предусматривает следующие стадий: формование, где радиальный раствор поступает в осадительную ванну, представляющую собой раствор роданистого натрия; двухстадийная пластифи кационная вытяжка и промывка волокна от роданистого натрия; обработка волокна водным раствором серной кислоты: вытяжка волокна в среде пара и предварительная сушка; обработка модифицирующим раствором ТЛФН совмещенная с отделочной препорацией (авиважной обработкой); окончательная сушка волокна, намотка и резка, сортировка, маркировка и упаковка.

Модификацию осуществляют в производственных условиях на Саратовском ПО Нитрон следующим образом: в ванну с авиважным раствором дополнительно вводят ТПФН с таким расчетом, чтобы концентрация его в авиважном растворе составляла 3,5.10,15 и 20%. Температура модифицирующего раствора - 40-50°С. Скорость движения волокна 32,5-34 м/мин ± 1%. Избыток авиважного раствора с ТПФН отжимают на отжимных вальцах. В результате такой модификации на волокно наносят 1,5; 2,5. 5. 7 и 8% масс. ТПФН, который проникая в структуру волокна вступает с ним во взаимодействие. Наличие взаимодействия сополимера по- лиакрилонитрила с ТПФН доказано рентгеноструктурными и рентгенфлюоресцен- тным анализами и электронной растворной микроскопией с микрозондным анализатором.

Сравнительный способ получения модифицированного ПАН волокна заключается в том, что обработке водным раствором ТПФН подвергалось высушенное кондиционное ПАЙ волокно.Для этого после авиважной обработки и сушки волокна подвергали обработке модифицирующим раствором ТПФН. Концентрацию водного раствора ТПФН изменяли также как и в первом случае с 3 до 20%. Температура раствора и скорость движения волокна как в первом способе. Далее волокно подвергалось дополнительной сушке при температуре 105- 110°С с последующей намоткой или резкой, сортировкой, маркировкой и упаковкой.

Свойства полученного модифицированного ПАН волокна представлены в таблице.

Как видно из таблицы при модификации раствором ТПФН инклюдационным способом свежесформированного гель-волокна полученное модифицирование ПАН волокно характеризуется более высокими показателями прочности: относительной прочностью, прочностью в узле ив петле, а также большей устойчивостью к горению (примеры 1-5), чем модифицированное в сухом состоянии - кондиционное ПАН волокно (примеры 7-11) при содержании ИПФН в его

структуре.

Обработка гель-волокна 3% концентрацией ТПФН в авиважном растворе незначительно повышает прочность волокна

(пример 1), по сравнению с немодифициро- ваннным (пример 6). Наиболее высокими показателями физико-химических и физико- химических свойств характеризуется волокно, содержащее 2,5; 5 и 7,0% ТПФН в своем

составе (пример 2, 3 и 4). Дальнейшее увеличение содержания ТПФН в волокне до 8% (пример 5) приводит к снижению его прочностных характеристик.

Характерным для модифицированного

инклюдационным способом волокна с 2,5-5 и 7% ТПФН в структуре по сравнению с прототипом (пример 12), ПАН волокно, модифицированное полиметилметакрилатом, является повышение разрывной нагрузки

на 9-10%, прочности в петле на 13-35% и в узле на 2-22%; повышение устойчивости к горению - кислородный индекс (КИ) возрастает на 2-3,5%.

. Важно, что после 3-х кратной стирки в

горячей воде КИ не снижается.

Модифицированное ТПФН ПАН-волок- но инклюдационным способом приобретает новые свойства, такие как улучшенная в 2 раза (таблица) по высоте капилярного поднятия) смачиваемость олигомерами - эпок- сидными, фенолоформальдегидными и меламиноформальдегидными, что является весьма важным для адгезионного взаимо- действия такого волокна в композиционных

материалах. Такое качество привносится в волокно ТПФН, относящимся к поверхностно-активным веществам; меньшая токсичность при пиролизе (по данным ступенчатой газовой пиролитической хроматографии),

что характеризуется снижением в 2 раза содержания цианистого водорода в газах пиролиза.

Связано это с тем, что инклюдационный способ введения в волокно ТПФН способствует более равномерному распределению и взаимодействию его в структуре волокна; что отражается на процессе циклизации по- лиакрилонитрила при пиролизе в сторону резкого снижения выхода цианистого волорода с 66 до 34 см /мг; повышенная термоустойчивость модифицированного волокна, температура начала основной стадии деструкции на 10-12° смещается в область более высоких температур.

Кроме того, предлагаемая модифика- .ция ПАН волокна ТПФН ииклюдационным способом отличается от технологии получения ПАН волокна модифицированного ПММА тем, что сокращается стадия полимеризации (прививки) метилметакрилата и его отмывки, так как ИПФН вводится в авиважную ванну и не требует дополнительной стадии и оборудования.

0

5

Формула из обретения Способ получения, модифицированного полиакрилонитрильнЬго волокна, включающий формование из раствора сополимера полиакрилонитрила, вытяжку, авиважную обработку и сушку с использованием модифицирующего агента, отличаю щи и - с я тем, что, с целью улучшения физико-механических и физико-химических свойств, в качестве модифицирующего агента используют 5-15%-раствор триполифосфата натрия и вводят его на стадии авиважной обработки до содержания триполифосфата в волокне 2,5-7,0 мас.%.

Использование: текстильная промышленность для технических целей. Сущность изобретения: свежесформированное гель волокно из раствора сополимера акрило- нитрила после вытяжки подвергают авиваж- ной обработке в присутствии 5-15%-ного раствора триполифосфата натрия. Обработку ведут до содержания последнего на волокне 2,5-7,0 мас.%. 1 табл.

Свойства модифицированного ПАН волокна