Волокнообразующая смесь Советский патент 1993 года по МПК D01F6/74 

Изобретение относится к технологии изготовления волокон из ароматических полиамидов, в частности к получению волок- нообразующих смесей из указанных полимеров, и может быть использовано в тех областях техники, где динамические нагрузки играют значительную роль, например, при изготовлении автомобильных покрышек, приводных ремней, кордами канатов.

Цель изобретения - повышение прочности волокон.

Цель достигается тем, что волокнообра- зующая смесь в дополнение к ППДТ содержит сополиамид, являющийся производным от терефталевой кислоты, пара-фениленди- амина и третьего мономера, выбранного из группы пиперазина, бензидина и 1,4-диами- ноантрахинона.

Этот сополиамид обычно получается из мономеров, таких как статистический сополимер, но он также может быть изготовлен с получением блок-сополимера.

Полиамидные компоненты смеси в соответствии с изобретением могут быть изготовленыобычным образом, Соответствующий метод изготовления ППДТ, заключается, например, в полимеризации пара-фенилендиаг-ина и хлорангкд- рида терефталевой кислоты в растворителе, причем сополиамид получают путем полимеризации хлорангидрида терефталевой кислоты, пара-фенилендиамина и одного из мономеров-пиперззина, бензидина или 1,4- диаминоантрахинона в растворителе. Полимеры должны иметь характеристическую вязкость, достаточную для удовлетворения требованиям, предъявляемым с точки зрения получения волокна. Таким образом, в общем полимеры должны обладать вязкостью по меньшей мере на уровне 2,5, и предпочтительно выше, чем 4,0, и, в частности, выше, чем.4,5.

ачслД

со

00

VI

СО

Под характеристической вязкостью следует понимать в данном случае величину, рассчитанную в соответствии с формулой

- 1 n J/oTH/0,5,

в которой J/OTH представляет собой относительную вязкость, измеренную с помощью капиллярного вискозиметра при 25°С, раб- твора 0,5 г полиамида в 100 мл 96%-ной серной кислоты.

Способ прядения волокон из растворов ароматических полиамидов в концентрированной серной кислоте в общем известен и не нуждается в дальнейших объяснениях.

Волокна, о которых идет речь, могут представлять из себя волокна всех существующих типов, независимо от их длины, начиная от штапельных волокон и заканчивая бесконечными нитями. Что касается свойств этих волокон, то из них могут быть изготовлены нити, в частности, кордовые нити, что несомненно, имеет практическую значимость. Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример. Был получен ППДТ в смеси N-метил-пирролидона и хлорида кальция, последний в отношении 9,5% по массе, в расчете к общей массе участвующего в реакции вещества.

Соотношение мономеров пара-фени- лендиамина и хлорангидрида терефталевой кислоты составляло 0,997 и общая концентрация мономера составляла 13% по массе, также в расчете к общей массе участвующего в реакции вещества. Затем, после нейтрализации, промывания и .сушки был получен полимер, имеющий характеристическую вязкость 5,5.

Были получены сополимеры, содержащие 5 молей (%) требуемого третьего полимера.

Получение осуществлялось в 1-литровом реакторе в среде, состоящей из 470 г N-метил-пирролидона и 55 г хлорида кальция. Концентрация мономеров вновь составляла около 13% по весу и в каждой серии опытов был использован пара-фени- лендиамин в количестве 25,99 г, терефтало- ил дихлорид в количестве 51,42 г, а также было использовано соответствующее количество третьего мономера, а именно 2,86 г М-диаминоантрахинона, 2,08 г бензидина и 1,03 г пиперазина.

Были получены сополиамиды, имеющих характеристическую вязкость 3,3; 4,8; и 3,0 соответственно.

Получение прядильного раствора. В качестве растворителя была использована концентрированная серная кислота, имеющая концентрацию 99,8%. Растворы

были приготовлены путем смешивания 495 г полимера с 2005 г твердой охлажденной серной кислоты. Процедура прядения.

Растворы полимеров, содержащие около 19,8% полимеров по массе, были подвергнуты прядению по методу воздушного зазора, причем был использован фильер- ный элемент с 50 прядильными отверстиями

диаметром 75 мкм. Процесс осуществлялся

при температуре прядения приблизительно

80°С, температуры коагуляционной ванны

14°С и скоростью прядения 180 м/мин.

Филаментарные нити пропускали через

коагуляционную ванну через кольцо с отверстием 12 мм, а затем через керамический штифт. Получаемые филаментарные нити были смотаны в клубки и тщательно промыты, нейтрализованы, вновь промыты и высушены.

Испытание волокна на растяжение. Данные об удлинении под нагрузкой. были собраны в соответствии с ASTM-Д 2101 путем проведения испытаний на растяжение на отдельных волокнах с использованием прибора, предназначенное для проведения подобных испытаний Onstron). Номинальная эталонная длина составляла 0,10 м и коэффициента растяжения 0,01

м/мин.

Волокна предварительно имели температуру 20°С и относительную влажность 65%. Для каждого типа волокна был рассчитан средний результат, полученный из результатов испытаний, проведенных на 10 волокнах.

Результаты испытаний, полученные для смесей различных полимеров, приведены в таблице.

в этой таблице содержатся результаты экспериментов, проведенных при тех же самых условиях, в которых проводились испы- тания филаментарных волокон, изготовленных из гомополиамидного ППДТ,

Растяжение (обозначение N/dTex) означает напряжение, приложенное к волокнам в сыром состоянии и перед их намоткой. Измеренный модуль представляет собой модуль А5ТМ-Д885 в гигапаскалях,

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и я Волокнообразующая смесь, состоящая из полипарафенилентерефталамида и другого ароматического полиамида, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения прочности волокна, в качестве другого ароматического полиамида она содержит сопо- лиамид ка основе терефталевой кислоты, парафенилендиамина и 5 мол.% от общего

количества звеньев диамина третьего мономера, выбранного из группы, включающей пиперазин,бензидин, 1,4-диамино-антрахинон, с характеристической вязкостью 3- 4,8 в количестве 5% от массы смеси.

Использование: изготовление автомобильных покрышек, приводных ремней, корда, канатов. Сущность изобретения: во- локнообразугащая смесь содержит полипа- рафенилентерефталамид и 5 мас.% сополиамида на основе терефталевой кислоты, парафенилендиамина и 5 мол.% от общего количества звеньев диамина третьего мономера с характеристической вязкостью 3-4,8, Третий мономер выбирают из группы: пиперазин, бензидин, 1,4-диамино- антрахинон. 1 табл.