Состав для получения дисперсии полиолефиновых волокон Советский патент 1979 года по МПК D06M15/08 

1

Изобретение .относится к обработке полиолефиновых волокон для улучшения их свойств при использовании их в процессе получения водных масс для производства синтетической или полусинтетической бумаги, в частности к составам на основе поливинилового спирта для получения дисперсии полиолефиновых волоконВозможность получения подобной бумаги обладающей удовлетворительными гомогенностью и видом, с применением обычных оборудования и технологии зависит от способности фракции синтетических волокон быстро и гомогенно диспергироваться в воде.

Вызвать подобное поведение у водоотталкивающих веществ, например у полиолефинов, нелегко, необходимо наносить определенное количество гидрофильных групп на поверхность фибрилл. Эту задачу можно решать различными методами, например поверхностной модификацией фибрилл, химической обработкой, тщательным смешением исходного полиолефина с поверхностно-активными веществами или с полимерами, содержащими гидрофильные группы, или покрытием поверхности предварительно сформованных фибрилл гидрофильными полимерами.

Оказалось, что 1юс:1едни1 1 способ легче всего осуществлять на практ1 ке, так как водные растворы гидрофильных полимеров всегда являются, по меньн1ей мере, частично коллоидными, в результате чего при соприкосновении с веществом, имеюпи1м большую удельную поверхность, например с фибриллами, определенное количество этих полимеров вследствие адсорбции прилипает к фибриллам и вызывает их диспергпровагше в водной среде.

Для применения в промышленном масштабе способ адсорбции должен завсрн1аться в довольно короткое время.

Пригодными для этого способа полимерами являются аминосмолы, нолиэтиленимины, поливинилпирролидон и модифицироваиные эпихлоргидрином полиамиды.

Процесс осуществляют диспергированием волокон в водной среде, содержащей покровное вещество и при желании растворители и/или связующие вещества различных типов и превращением суспензии в бумажные листы по обычной технологии flj. Наиболее близким к предлагаемому является состав для получения дисперсии полиолефиновых волокон с удельной поверхностью 1,0-15,0 на основе поливинилового спирта, алифатического альдегида Q - Сб и воды 2. Однако указанный состав не обеспечивает достижения достаточной диспергирующей способности используемых полиолефиновых волокон. Цель изобретения - повышение диспергирующей способности волокон. Предлагаемый состав для получения дисперсии полиолефиновых волокон с удельной поверхностью 1,0-15,0 содержит продукт конденсации поливинилового спирта с алифатическим альдегидом d -0$, имеющий 2-8 альдегидных остатков на 100 звеньев винилового мономера, в количестве 0,1 - 1,0 г/л воды. Поливиниловый спирт в течение нескольких часов подвергают взаи1модействию с альдегидом в количестве 1 -10 вес %, считая на многоатомный спирт, предпочтительно при температурах ниже 50°С в метиловом или этиловом спирте и полученный твердый продукт конденсации центрифугированием отделяют от реакционной смеси. Можно использовать продукты конденсации поливинилового спирта с формальдегидом, ацетальдегидом, пропионовым альдегидом, масляным альдегидом, ацетальдолем или их смесями. Получение полипропиленовых фибриллированных волокон. В автоклав емкостью 50 л снабженный подогревательной камерой и мешалкой, подают 2,3 кг полипропилена (плотность 0,91, показатель плавления 10, т.пл. 170°С, изотактический показатель 94) н-пентана. Смесь при температуре 170°С и давлении 20 кг/см нагревают до получения раствора полимера в н-пентане. При указанр1ых условиях раствор выводят в атмосферу через кольцевое сопло диаметром 2 мм и примерно на расстоянии 1 мм от выпускного отверстия сопла переводят в коллоидное состояние сухой насыщенной паровой струей, выходящей из сопла диаметром 4 мм и под углом 85° к направлению потока выходящего полимерного раствора при скорости спуска 470 м/сек. Получают волокнистый продукт, который, как видно под оптическим микроскопом, состоит из отдельных фибрилл длиной 3-5 мм с видимым средним диаметром примерно 10 мкм и удельной поверхностью 1-5 . Получение полиэтиленовых фибриллированных волокон. Работают с описанным апнаратом, приготовляя фибриллы из раствора 3 кг полиэтилена (показатель плавления 5, т.пл. 135°С, плотность 0,95) в 35 л н-гексана при температуре 180°С, давлении 9 кг/см и используя в качестве жидкости для разбавления сухой насыщенный пар при тех же условиях, как для получения полипропиленовых фибрилл. Получают полиэтиленовые волокна ллиной 3-5 мм со средним диаметром примерно 10 мкм и площадью поверхности 1,0- 15,0 м2/г. Полиолефиновые волокна можно покрывать погружением при размешивании конденсата из поливинилового спирта и альдегида в водный раствор ппи температуре, не превыщаюп:.ей 100°С. При данных условиях время пребывания волокон в растворе для достижения пригодного покрытия и быстрого диспергирования в водной среде 5-30 мин. Полученную суспензию волокон можно использовать как таковую для получения масс для полусинтетической бумаги, добавляя целлюлозные волокна, однако гораздо выгоднее применять ее для получения фильтрацией и частичной сущкой плит из полиолефиновых волокон, которые можно складировать, транспортировать и быстро диспергировать в воде для обработки в бумажных мельницах. Пример 1. 10 г поливинилового спирта (степень гидролиза 98-100 и вязкость Гепплера при 20°С в 4/о-но.м водном растворе 22-28 спз) добавляют к 70 г метилового спирта и полученную смесь подкисляют 0,2 г концентрированной серной кислоты. Затем, размешивая, добавляют 0,5 г масляного альдегида и всю смесь подвергают реакции в течение 2 ч примерно 40С. Получают конденсат из поливинилового спирта и масляного альдегида, который центрифугированием выделяют из реакционной смеси. Как показывает анализ, он содержит 4,5 альдегидных радикала на 100 звеньев винильного мономера. 0,59 г конденсата растворяют в 2,5 л воды и раствор доводят до . Раствор при размешивании добавляют к 50 г полипропиленовых фибрилл, полученных согласно описанному способу. Через 15 мин фибрил лы выделяют фильтрацией. Степень удержания (процент нанесенного конденсата) 53,4%. Количество конденсата, нанесенного на волокна,0.62 г на 100 г волокна. Пример 2. Приготовляют конденсат, состоящий из.поливинилового спирта и пропионового альдегида содержащий 6 альдегидных радикалов на 100 звеньев винилового мономера, поступая аналогично примеру 1 для получения масляного производного, применяя для этой реакции 0,4 г пропионового альдегида на 10 г поливинилового спирта. Указанным составом аналогично примеру 1 покрывают 50 г полиэтиленовых фибрилл, полученных аналогично описанному способу. Степень удержания 67,8%, количество нанесенного конденсата 0,66 г на 100 г волокон. Пример 3. 10 г поливинилового спирта из примера 1 подвергают взаимодействию с 0,7 г 30%-ного водного раствора формальдегида описанным в примере 1 образом. Получают продукт конденсации поливинилового спирта с формальдегидом, содержащий 3,8 альдегидных остатка на 100 звеньев винилового мономера. 50 г полиэтиленовых волокон (удельная поверхность б , средний диаметр 20 мкм и длина 1-2 мм) обрабатывают раствором 0,7 г указанного конденсата в 2,5 л воды (0,24 г/л воды). Обработку ведут описанным в примере 1 образом. При этом получают следующие результаты: Степень удержания, % 58 Количество конденсата, нанесенного на волокна, г/100 г волокон0,69 Пример 4. 10 г поливинилового спирта из примера 1 подвергают взаимодействию с 0,67 г гексальдегида описанным в примере 1 образом. Получают продукт конденсации поливинилового спирта с гексальдегидом, содержащий 5,9 альдегидных остатка на 100 звеньев винилового мономера. 50 г полиэтиленовых волокон (удельная поверхность 1,2 , средний диаметр 18 мкм и длина 2-3 мм) обрабатывают раствором 0,5 г указанного конденсата в 2,5 л воды (концентрация 0,2 г/л воды) описанным в примере 1 образом. При этом получают следующие результаты: Степень удержания, %65 Количество конденсата, нанесенного на волокна, г/ 00гволокон0,65 Пример 5. 10 г поливинилового спирта из примера 1 подвергают взаимодействию с 0,14 г пропиональдегида описанным в примере 1 образом. Получают продукт конденсации поливинилового спирта с пропиональдегидом, содержащий 2 альдегидных остатка на 100 звеньев винилового мономера. 50 г полиэтиленовых волокон (удельная поверхность 6,5 , средний диаметр 20 мкм длина 1,5-2,5 мм) обрабатывают раствором 0,55 г указанного конденсата в 2,5 л ВОДЫ (0,22 г/л) описанным в примере разом. При этом получают следующие реЗУльтаты:Степень удержания, % 57 Количество конденсата, нанесенного на волокна. г/100 г волокон: Пример 6. 10 г поливинилового спирта из примера 1 подвергают взаимодействию с 0,56 г пропиональдегида описанным в примере 1 образом. Получают продукт конденсации поливинилового спирта с пропиональдегидом, содержащий 8 альдегидных остатков на 100 звеньев ви-нилового мономера. 50 г полипропиленовых волокон (удельная поверхность 5 , средний диаметр 10 мкм и длина 3-5 мм) обрабатывают раствором 0,5 г указанного конденсата в 2,5 л воды описанным в примере 1 образом. При этом получают следующие результаты: Степень удержания, °/Q . 48 Количество конденсата. нанесенного на волокна, г/100. г волокон0,48 Пример (для сравнения). 0,55 г поливинилового спирта (степень гидролиза 98-100 и вязкость Гепплера в 4/о-ном водном растворе при 20°С 22-28 спз| растворяют в 2,5 л воды. Раствор нагревают до 90°С и при размещиват1и добав.чятот 50 г полиэтиленовых фибрилл, полученных но описанному способу. Через 15 мин выделяют фибриллы фильтрацией. Степень удержания 18,, количество нанесенного конденсата 0,19 г на 100 г волокон. Пример 8. 0,25 г продукта конденсации поливинилового спирта с бутиральдегидом из примера 1 растворяют в 2,5 л дистиллированной воды 0,1 г/л) и раствор нагревают до 90°С. Размешивая, в этот растЕюр добавляют 50 г-полипропиленовых волокон. По истечении 15 мин волокна удаляют фильтрацией и сушат при 35°С. Степень удержания . Количество нанесенного на колокна конденсата равно 0,35 г/10() г волокон. Обработанные таким образом волокна можно сразу же переводить в высокостабильную дисперсию в воде. Пример 9. 2,5 г про.аукта конденсации поливинилового спирта с бутиральдегидом из примера 1 растворяют в 2,5 л дпстиллировапной воды (1,0 г/л) и раствор .нагревают до 50°С. Размешивая, в, этот раствор добавляют 50 г полиэтиленовых волокон. По истечении 30 мин волокна удаляют фильтрацией и сушат при . Степень удержания 25°/о. Количество конденсата, нанесенного на волокно, 1,25 г волокна. Пример 10. Повторяют пример 1, но полиолефиновые волокна (удельная поверхность 15,0 м/г, длина 2-3 мм п средний диаметр 17 мкм)обрабатывают водным раствором, содержащим 0,22 г/л продукта конденсации поливипилового спирта с бутпральдегидом, содержащим 4,2 альдегидных остатка на 100 звеньев винилового мономера. При этом получают следующие результаты: Степень удержания, %70,9 Количество конденсата, нанесенного на волокно, г/100 г волокон0,78 Таким образом, предлагаемый состав для получения дисперсии полиолефиновых волоКОН с удельной поверхностью 1,0-15,0 позволяет значительно повысить диспергирующую способность этих волокон. Формула изобретения Состав для получения дисперсии полполе.финовых волокон с удельной поверхностью 1,0-15,0 на основе поливинилового спирта, алифатического альдегида Ci --Cg и воды, отличающийся тем, что, с целью поv-..-7-;.

зышения дйё-ггёргйрующей способности во-Источники информации, принятые во внилокон, состав -сйёр иг продукт конденса-мание при экспертизе

ции указанны(соединений, имеющий 2-81. Патент ФРГ № 2208555, кл. 29 b 3/65,

альдегидных остатков на 100 звеньев вини-1970.

лового мономера, в количестве 0,1 -1,0 г/л5 2. Патент ФРГ № 1223494, кл. 29 b 3/65,

воды.1967.