Способ получения раствора для формования волокон на основе сополимера акрилонитрила Советский патент 1980 года по МПК D01F6/18 C08F4/40 

Данное изобретение относится к об ласти получения прядильных растворов полимеров и сополимеров акрилонитрила непосредственно в процессе поли- меризашш, в частности, к способу получения прядильных растворов сополиме ров акрилонитрила с мономерами, содер жащими оксиалкиламидные группы, непосредственно в процессе полимеризации в концентрированных водных растворах неорганических солей с использо ванием в качестве катализатор)а окислительно-восстановительных систем. Известен способ получения прядильгных растворов полимеров и сополимеров акрилонитрила (АН) полимеризацией АН (8О вес.%) с различными мономерами в концентрированных водных растворах солей ZuCE смеси с CaCtg «™iNVgC&2 присутствии окисли тельно-восстановительной системы и не большого количества ионов меди или ж леза при температуре не выше 30 С. 11. Применение различных окрашивающих добавок (например, солей меди и железа) и компонентов окислительновосстановительных систем ухудшает цветность прядильных растворов и, соответственно, получаемых волокон. Известен способ получения для формования волокон на основе сополимера акрилонитрила (АН) с N метилол (мет) -акриламидом (ММ АА) или сополимера акрилонитрила с М-метилол-(мет)-акриламидом и моновиниль- ным соединением полимеризаш1ей в концентрированных водных растворах неорганических солей в присутствии окислителя - шдропереклси изопропил- бензола (ГП) и восстановителя-полиалкилеьшолиамина . Однако указанный раствор не обладает достаточной стабильностью. Кроме того, способ сополшч еризаики акрило- штрила с метилолмотакрнламидом связан с необходимостью проведения процесса в присутствии иокоп же.юла, которое добавляется в виде пирофосфатного комплекса железа. В резуль тате взаимодействия полиамина с перекисью в присутствии ионов железа образуются HOBbie промежуточные соеД1гаения, способные инициировать поли меризацию. Введение в полимеризацион ную систему ионов железа и полиэтиленполиамина способствует появлению цветности раствора, что приводит получению окрашенного волокна. Указа вый способ дает невысокую воспроизводимость результатов. Цель данного изобретения/- улучшение стабильности раствора, упрощение процесса полимеризации за счет с ращения числа компонентов реакционно смеси и получение волокон с повышен белизной. Цель достигается тем, что качестве восстановителя используют двуокись тиомочевины (ДТМ) при соотношении окислителя к восстановителю равном О,О5-10 и количестве каж го О,1-1О% от веса мономеров. Пример 1. Схэполимеризацию проводят в концентрированном водном растворе роданистого натрия при пе ремешиваник в токе азота при 2О С и рН 9 с испол1 зоБанием окислитель но-восстановительной системы ГП-ДТ в количестве, % от суммарного веса мономеров: ГП5 ДТМ3, Исходные компоненты загружают в следующих количествах, вес.ч. Метилакрилат ММАА 51,5О /о-ный раствор Мае MS Время реакции 1 ч. Получают про рачный раствор светло-желтог цвета, который после отгонки непрор гировавших мономеров может быть использован для формования волокон. Рабочая вязкость16О с Вы ходсополимера50,3% Удельная вязкость1,1 Волокна, сформированные из пряди ного раствора обычным способом, им следующие показатели: О,27-О,30 Элементарный номер Относительная проч25-28 ГС/т ность Разрывное удлине15-17%ние 4 Пример 2. Сополимеризацию роводят в концентрированном водном астворе хлористого цинка в статичесхлористого цинка их условиях при и рИ 7 с спользованием окислительно-восстаноительной системы ГП-ДТМ в колиестве, % от суммарного веса моноеров:ГП 3 ДТМ 3 Исходные компоненты загружают в следующих количествах, вес.ч.: АН12,70 ММАА0,39 6 0%-ный раствор Время реакции 1 ч. Получают бесцветый прозрачный вязкий раствор. Рабочая вязкость390 с Выход сополимера64,1% Удельная вязкость1,8 Волокна, сформированные из прядилього раствора, имеют следующие покаатели:Элементарный номер 0,25-0,28 текс Относительная проч27-31 гс/текс ность Разрывное удлине21-26%ние Пример 3. Сополимеризацию проводят в концентрированном растворе смеси роданистого натрия и калия в, статических условиях при 2ОС и рН 5 с использованием окислительно-восстановительной системы ГП-ДТМ в количестве, % от суммарного веса мономеров:ГП5 ДТМ 2 Исходные компоненты загружают в следующих количествах, вес.ч.: АН12,70 ММАА0,39 51,5%-ный растпор смеси NaCNS|KCN9 (80/2О вес.ч.)86,90 Время реакции 1 ч. Получают прозрачный вязкий раствор светло-желтого цвета. Рабочая вязкость280 с Выход сополимера61,9% Удельная вязкость1,4 Волокна, сформированные из прядильного раствора, имеют следующие характеристики:Элементарный номер0,2 5-0,3 О текс

Относительная

прочность25-28 гс/те

Разрывное удлинение. 18-21%

П р и м е р 4. Сополимеризацию проводят в концентрированном водном растворе роданистого натрия в статичеких услониях при 20°С и при рН 5 с использованием окислительно-восстановительной системы ГП - ДТМ в количестве, % от суммарного веса мономеров : ГП 10 ДТМ 1

Исходные компоненты загружают в следующих количествах, вес .ч.: АН12,70

ММАА0,39

51, раствор NolCNS86,90

Время реакции 1 ч. Получают прозрачный вязкий раствор желтого цвета. Рабочая вязкость210 с

Выход сополимера69,6%

Удельная вязкость1,2

Волокна, сформированные из прядильного раствора, имеют следующие показатели:

Элементарный номер0,25-0,29 тек Относительная

прочность21-27 гс/тек

Разрывное удлинение17-21%Пример 5. Сополимеризацию проводят, как в примере 4, с использованием окислительнх -восстановительной системы ГП-ДТМ в количестве, % от суммарного веса мономеров: ГП О,1 ДТМ 2

Исходные компоненты загружают в следующих количествах, вес.ч.: АН12,70

ММААО,39

51,5%-ный раствор NaCNS86,9О

Время реакции 3 ч. Получают прозрачный вязкий раствор светло-желтого цвета.Рабочая вязкость80 с

Выход сополимера21,6%

Удельная вязкость1,3

Волокна, сформованные из црядильного раствора, имеют следущие показател Элементарный номер0,09-0,10 текс

Относительная прочность18-22 гс/текс Разрывное удлинение17-20%5 Пример 6. Сюполимеризацию проводят, как в примере 4, с использованием окислительно-восстановительной системы ГП-ДТМ в количестве, % от суммарного веса мономеров:

0 ГП 2 ДТМ 4

Исходные компоненты загружают в следующих количествах, вес.ч.: АН12,50

5

Акриламид0,21

ММАА0,39

51,5%-ный раствор NaCN586,90

Время реакции 1 ч. Получают проз0рачный раствор светло-желтого цвета. Рабочая вязкость29О с

Выход сополимера60,5,%

Удельная вязкость1,5

Волокна, сформованные из прядильно5го раствора, имеют следующие показатели:

Элементарный номер0,27-0,31 текс Относительная прочность 26-29 гс/текс Разрывное удлинение 17-19%

П р и м е р 7. Сополимеризацию проводят, как в примере 4, с использованием окислительно-восстановительной системы ГП-ДТМ в количестве % от суммарного веса мономеров:

ГП 2. ДТМ 4

Исходные компоненты загружают в следующих количествах, вес.ч.: АН12,50

Метакриламид0,21

ММААО,39

51,5%-«ый раствор KiaCNS86,90

Время реак1ши 1 ч. Получают прозрачный вязкий раствор светло-желтого цвета.

Рабочая вязкость260 с

Выход сополимера56,1%

Удельная вязкость1,7

Волокна, сформовашгыэ из прядильного раствора,имеют следующие показатели:

Элементарный номер0,2.5-0,3О т«кс

7

Относительная

22-25 гс/текс прочность

Разрывное удлинение16-19%Пример 8. Сополимеризацию роводят в концентрированном водном астворе роданистогх. натрия в статиеских условиях при и при рН с использованием окислительно-востановительной системы ГП-ДТМ в коичестве, % от суммарного веса моноеров:

ГП 1 . ДТМ 2

Исходные компоненты загружают в ледующих количествах, вес,ч.: АН12,12

Винилацетат0,5 8

ММАА0,39

51,5%-ный раствор NaCNS86,9

Время реакции 1 ч. Получают прозачный вязкий раствор светло-желтого вета.

Рабочая вязкость18О с

Выход сополимера57,1%

Удельная вязкость1,1

Волокна, сформованные из прядильного раствора, имеют следующие показатели:

Элементарный номерО,28-О,32 текс Относительная

прочность, 21-23 гс/текс

Разрывное удли нение15-17%

Пример 9 . Сополимеризацию проводят, как в примере 8, с использованием окислительно-восстановительной системы ГП-ДТМ в количестве, % от суммарного веса мономеров: ГП 2 ДТМ 4

Исходные компоненты загружают в следующих количествах, вес .ч.: АН12,12

ММААО,39

Винибутиловый эфир о,58 51,5%-иый раствор NaCNS86,9

Время реакшш 1 ч. Получают проэрачный вязкий раствор желтого цвета. Рабочая вязкостьНО с

Выход сополимера54,3%

Удельная вязкость0,76

Волокна, сформованные из прядильного раствора, имеют следующие показатели :

1908Элементарный но0,30-0,33 текс

мер

Относительная

15-18 гс/текс

прочность 5Разрывное удлинение10-12%

Пример 10. Сополимеризацию проводят в концентрированном водном растворе роданистого натрия в стати0 ческих условиях при 20°С и рН 7 с использованием окислительно-восстановительной системы ГП-восстановитель в количестве, % от суммарного веса мономеров: 5 ГП 2

Е х;становитель 4

Исходные компоненты загружают в следующих количествах, вес.ч.:

АН14,25

0 ММАА0,75

51,5%-ный раствор

NaCNS85,ОО

Время реакции 1 i.

Восстановитель-полиэтиленполиамин (ПЭПА).

Получают вязкий раствор от темно- желтого до светло-коричневого цвета,

Количество геяиков на 10 см раствора 23-41

310 с

Рабочая вязкость

Выход сополимера66,1%

Удельная вязкость1,3

Рабочая вязкость через 3 сут 43О с. При формовании волокна идут частные обрывы одиночных волоконец у фильеры. Фильера частично засоряется.

Физико-механические показатели полученных волокон следующие: Относительная

прочность18-22 гс/текс

Разрывное удлинение11-13%Восстановитель-ДТМ. Получают прозрачный вязкий раствор светло-желтого цвета.

Количество геликов на 10 см раствора 2-5

Рабочая вязкость34О с

Выход сополимера62,7%

Удельная вязкость1,5

Рабочая вязкость через 3 сут 34О с Формование идет хорощо. Полученные волокна имеют следующие характеристики:

Относительная прочность31-35 гс/текс Разрывное удлинение15-17%