Способ получения волокнистой массы Советский патент 1975 года по МПК D21B1/36 C08J1/06 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕН

1

Изобретение оинооиТгСя ,к бумажной nipoмышланности, Б частности, к производству синтетической -бумажной массы.

Из1вестен способ полученшя .волокнистой массы для бумаги (путем шропуска июлимериого раствора из зоны .высокого давления в зону низкого давления, дри этом быстро иопаряетс-я растворитель и осаждается 1полимер в виде хлапьевидного волокнистого осадка.

Получен-ную аолокнистую массу используют для производства бумаги, фильтровальных материалов и т. д.

Однако 1НОЛученные материалы характеризуются тизжой .прочностью.

С целью получения высокохачесшвеиной волокнистой массы, предлагается получать волокн.и|стую M.aiccy ;из водиой дислерсии, содержащей положительный растворитель, не смешивающийся с водой, при соотнощении последнего -и полимера соответственно 10- 80 : 5-40.

Полимерная дисперсия , вес. ч.: Полимер5-40

По ложител ьн ы и

растваритель10-80

Вода10-80

Эмульгатор0,1-5

Необ:ходи1мо отнашенше К ол;и14вства шоложителвного растворителя к полимеру было 1, предпочтительно 1,5-1,6.

ВОЛОКНИСТОЙ МАССЫ

в качестве полимеров используют толаюлефины, 1полИ(Винилхлоридные смолы, ароматические пол:и.в1и.нило(вые смолы (полистирол), полиакриловые, полиамидные, полинмидные .и полиэфирные смолы в виде гомо- или сополимеров.

Положительные растворители - такие растворители, которые растворяют или вызывают набухание нолимера в области высоко ро :да|влен.ия. Растворители не должны смешиваться с водой. Из них используют алифатические, алициклические, ароматические и галоидсодержащие углеводороды. Для нриготавления дисперс ии употребляют известные поверхностно-активные вещества, например аиио.кные. В дисперсию можно добавлять сорбирующее воду вещество в количестве до 80 вес. ч. В качестве соединения, сорб.ирующего воду, применяют неорганические или органические водорастворимые или водонерастворимые вещества.

ПрИ1ме|рами таких неорганическ,и,х веществ являются «итраты, сульфаты, фосфаты, .карбонаты, соли органических кислот, гидроокиси, галогениды щелочных металлов, щелочноземельные металлы, алюминий, аммна.к и его комплексные и двойные соли, а именно NaNOs, NasCOs, NaCl, NaH2PO4, MgSOa, CHsCOONa, NaOH и (NH4)A1(SO4)2.

3

Применимы таклсе такие оргаиические вещества, как карбоксиметилцеллюлоза, агар и 8юл:ив шиловые спирты.

П р и мер а mi вод одер асивор.им ы х м я тер.п а лов являются карбонат кальция, гл.ииы, ослов )Иой .карбонат мапиш л др.

В Сбласти высокого давления .вЕ иалкиза1ни.н диснероии .пол:име|ра тем пе ратура должиа быть не менее 130°С, nipeHMymecTBe.но 150-200°С, дашление 40 кг/см и выше.

Полученную ,вол0.кш-1стую Maiccy можно раф1Г|НИ,ро;вать .кзвестными ггриемам.и (в роллах) о зависимости от назначения.

В inpHMCipax се части .весовые.

Прагме.р 1. В 25 ч. воды раст.во;ряют ч. иеиОНогенного эмульгатора и вводят 59 ч. н-пантана для получения эмульсии. В эту эмульсню диснергируют до одн-ародно го состоЯНия 15 г норошка линейного нолнэтилена.

Полученную смесь помещают Б гермети-ч1НЫЙ сасуд, :в Который вводят азот :под давлсвнем 30 кг/ом, яюсле чего смесь .при помешива)1:ии напревают .до 150°С. Че.рез I час давление :Б сосуде ,поднимают до 46 кг/см, иод.ннмая те.мпературу. Сосуд присоединяют через вы.чускной .клалан к с щелью шириной 0.5 мм и длиной 10 мм.

Давление ъ герметическом сосуде с ло-мощью сжатого азота увеличивают до 70 кг/см. Затем, резко открывая выпускной клапан, образовавшуюся смесь выдавливают через сопла Б атмосферу.

13 результате получают трехмерную сетчатую структуру с высокой степенью ориентации. Скорость щыдавляваиия в этом случае равняется 9000 MJMUH. Полученную сетчатую структуру р.а1сщепляют JB течение 15 мин в мешалыюм ролле, ,в результате чего получают тонкие 1плоские волокна в ф.иорилляр;ном состоянии, средняя ширина 5-10 мк, длина 3-5 мм.

При м ер 2. К 45 ч. .воды при багал яют 1 ч. неноно.генного эмульгатора. К получениому раствору 1нри перемел,пИ|Вани,и тр.иливают 44 ч. ксилола и готовят однаройную эмульсию. В эту эмульсию ВВОДЯТ 10 ч. 1порош:ка л.и,нейиого .полиэтилена и диспергируют .до однородного состоягши. Полученную смесь помещают в терМетический сосуд, Очшса.нный в лримере 1, давление в KOTOipoM с игомощью сжатого азота поднимают до 25 кг/см. Смесь лри помеп1:ИБан.ии напревают до 180°С.

Давлен1ие .в сосуде увелич. до 45 кг/см с ломощью сжато.го азота. этого открывают зьшуокной .кл.апа1Н, выталкивают смесь в атмосферу .и .получают трехмерную сетчатую .структуру, включающую мелкие пузырьки Газа. Структуру «емедлевно погружают .в ;воду, содержащую эмульгатор, и перемешивают для удалеапя остаточ1ного ксилола. После этого структуру дважды иромывают водой, затем (расшеиляют (В меш.альном ролле гИ получают пло1ские тонкие волокна в

4

фибрилляр.ноМ состоянии, средняя ширина 10-15 мк, дли.на 3-5 мм.

Пример 3 15 ч. линейного полиэтилена прибавляют ,к эмульсии, содержащей 42 ч. воды, 42 ч. w-лентаиа и 1 ч. .«еиойното эмульгатора. Полученную смесь на1прев.ают до 155°С в соответствий с процессов, |Лр.И|веденНым в при.мере 1, и лолучают трехмерную сетчатую структуру с высокой степенью ориентации.

Структуру разэдалывают .на од.но.диско.вом рафинере и .получают тонкие волокна а фибриллярном состоянии, средняя ширина 5 - 10 мк, дл.ина 2-3 мм.

Пример 4. В 47 ч. .воды растворяют 0,5 ч. анионного :п.аверхлостно-активно.го вещества и полученный раствор нагревают до 90°С. Отдельно 5 ч. линейного лол.иэтилена раст1во.ряют з 47 ч. тетралина и этот раствор по канлям ир.мл.и.вают к упомянутому, нагретому .до 90°С паствору, первмешивают со скоростью 10000 об/лпш и .получают водную эмульсп 0 1полимера,

Жидко-сть нагревают и 1;еремешнзают в течсиие 40 мин Нр.и 180С .п под цавлением 40 кг/см в сосуде, о.:1исапном IB примере I, выдавливают в атмосферу через солла длиной 10 JtiM и шириной I мм и аюлучают трехмерную структуру. Эту структуру пемедленно расщепляют .в течение 15 мин в .пр1ПсутстВ|Ии воды, содержащей эмульгатор, « затем дважды промывают ВОДОЙ для удаления тетралина. В результате получают плоские тол.кие волокна .Б фпбрилляр.ном состоянии, ширина 10-15 мк, длина 2-3 мм.

Пример 5. В жидкой эмульаии, содержащей 42 ч. воды, 42 ч. н-.лентана и 1 ч. анионного по.верхностно-актнвного вещества, равномерно диспергируют 15 ч. норощкообраз.ного и зот а.к т II ч е ск ого по л.и пр oin.n лен.а. Пол у ч е пн у ю С .мссь нагревают в течение 40 мин Прп 180°С 1ри ПомеШ|ИваНН;И в герметическом сосуде .под да .злбН1ием 25 кгсм. После этого давление в сосуде увел.ичк.вают до 40 кг/см.

Дальше с игомощью сжатого азота давлен.ие доводят до 50 кг/см 1И смесь выдавл-ивают в атмосферу через шелавые .сопла, о.писанпые в примере 1. При этом нолуч-ают непрерывную трехмерную сетчатую структуру с высокой степенью ориентации. Эту .массу расщепляют в течение 15 мин в мешальноМ ролле и получают плоские волокна, средняя ширина 10-15 AtK, длина 3-5 мм.

Пример 6. 1 ч. алионного ню.верхностно-а.ктивнаго вещества растворяют в 9 ч. воды. Затем |пр.и ло.мешивании для .получения однородной эмульсии ;при;ба.вляют 20 ч. толуола, далее добавляют 10 ч. порошкообразного пол.ивинилхлорида :и получают однородную диспарг.ированную смесь.

Эту смесь ггомещ. в герметичный сосуд, оп1исанный в примере 1, и 1при .помешивании аста.вляют на 40 мин гари 140°С )по.д давлением 25 кг/см, iKOTopoe возрастает до 37 кгсм Затем с ломощью сжатого азота давление увеЛ:ИЧИ|Вают до 40 KZJCM. После этого реа«цпон«ую смесь выда-вливают через .сопла (ирлмер 1) В атмосферу :и получают трехмерную сетчатую CTipyKTyipy, сходную с полученной -из тол.иэтилена .высокой плотности.

Прнмер 7. 1 ч. анио.нно.го лтоверх.ност.ноактивиого вещества растворяют з 59 ч. воды. При помешива-нйи для получения эмульсии прибавляют 30 ч. н-пентана. В .эту эмульоню :В1Водят .и равномерна диспергируют 30 ч. порошкообразного ли«ей ного пол.иэтилена. Полученную смесь помещают s герметичный сосуд (1П р«мер 1) и 1при помеши вании .нагревают .до 180°С (ПОД да)влением 30 кгс/см-. Через 1 час да.вление в реакционной системе лоднимают ао 50 кг/см.

Далее с ломощью сжатого азота давление увеличивают до 55 кг/см .и 1реакцио;н«ую омесь выдавливают через со:пла (пример 4) в атмосфе1ру для фибрилл,иров:а ния.

П р и м ер 8. 70 ч. линейного пол-иэтилена и 30 ч. изотакт ичес.кого пол.ищроп.илена ттеремешивают в течен.ие 10 мин в смесителе 190°С и затем размалывают IB мельнище в шоpoiLiiaK со средним диаметром частиц 500 мк. 15 ч. этого поро.Шка прибавляют к эмульсии, предварительно полученной «в 42 ч. ,воды, 42 ч. н-гепта.на и 1 ч. аш-юн.ного пове р.хностно-а кти-в.ного вещества.

О.бра.зовавшуюся жи.дкую .смесь /нагревают и перемешивают s течение 1 час при темineparype 180°С аюд давлением 50 кг/см- в соответст1ви.и с методикой, ириведевной IB примере 1, после чего вы да:Вливают в атмосферу. В результате аюлучают трелмерную сетчатую структуру с высокой степенью фибриллирова(ния, схожую с продуктоМ из ;примера 1.

.Пример 9. Получают однародгную дисиерсию из 15 ч. порош.кообразного этиленир шиленового сопол.лмера, п;п.ио.авлеН|Пого к эмульсии, со.стоя1цей из 34 ч. воды, 50 ч. н-гексапа и 1 ч. пар.срх.ностпо-актизного вещества. Эту кг:акую с.месь выдазлизают в атмосферу

с:::эсобом, описанным в примере 1, и получают трехмерную сетчатую структзфу.

Пример 10. К 50 ч. линейного полиэтилена прибавляют 20 ч. полистирола, 10 ч. суль.фата , 10 ч. .карбоната кальция и 10 ч. глины. Полученную смесь 1змельчают в мельнице в течение 10 мин npi 160°С и затем гранулируют. Образова.вшлеся гранулы размалы.вают и тюлучают иорощок со сре.дниМ диамет0ром частиц О.КОЛО 200 мк.

36 ч. этого иорошка диспергируют до однородно.го состояния в тгредварительно иолучеьчной эмульсии, состоящей из 40 ч. н-пентаиа, 29 ч. воды и 1 ч. . аи ионного по5верхностно-а.ктивного вещества. Получершую смесь помещают IB герметичный сосуд, давле.ние в котором доводят ао 30 кг/см- с помощью сжатого азота, п смесь при помешивании нагревают до 180С. Через 1 {ас да.вление в сосуде увелич.ивают с помощью сжатого азота до 15 кг/см- и смесь выдавливают в атм.осферу через сопла с П1елям11 шириной 0,5 мм и ДЛИ1НОЙ 10 мм. Получают пучок тонvKHx .волокоп, а.налогичных образовав.шимся в

5 примере 1.

Эти волокиа р.аэмалывают с помощью одиодискового рафИиера. В итоге получают плоские тонкие волокна в фибриллярном состояни., средняя ширина 5-10 мк, дли.на 3-

0 5 мм.

П р е д мет -изобретен .и я

Способ получения волокнистой массы .путем :подач.и полимерной композиции из зо.ны высокого давления в зону низкого давления, отличающийся тем, что, с целью получения Высах.акачествепной волокнпстоп массы, RVCаюльзуют коМ.лозицию ;в 1БИде водпоп дпсперси.и, содержащей положительный расгворитель, не смешивающийся с водой, при соотношении последнего и полимера соответственно 10-80:5-40.