Способ получения формованных изделий Советский патент 1980 года по МПК D01F2/00 

1

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к производству нитей, волокон пленок, мембран на основе целлюлозы.

Известен способ получения формованных целлюлозных изделий, включающий приготовление 1-8%-ного раствора целлюлозы в смеси диметилсульфоксида (ДМСО) с парафор.мальдегидом, последующее формование этого раствора в метанольную осадительную ванну с образованием волокнистых изделий 1 ,

Однако известным способом получают волокна с низкими физико-Механическ.ими свойствами. Кроме того, способ не может быть реализован в промышленности, так как не обеспечивает быстоой коагуляции формуемых изделий.

Целью изобретения является улучшение технологии процесса и свойств сформованных изделий.

Поставленная цель достигается тем, что для формования изделий используют 7-10%-ный раствор целлюлозы со .степенью полимеризации (СП) 400-1500 В смеси даСО с параформальдегидом при отношении параформальдегида к целлюлозе 0,2-0,6, формование прово2

дят при 2-80 Сив качестве осадительной ванны используют 30-50%-ный водный раствор ДМСО.

Способ осуществляют следующим образом. Целлюлозу, предварительно высушенную, растворяют при повышенной температуре,. например при 90-130 С, в смеси ДМСО и. параформальдегида в .таком колличестве, чтобы отношение

10 параформальдегид:целлюлоза состёшляло 1-2. Затем это соотнощение снижают до 0,2-0,6 путем удаления избытка параформальдегида любым известным способом - удалением безводным газом,

ts дистилляцией и др. В случае необходимости количество ДМСО доводят до первоначальной величины, полученный раствор формуют в осадительную ванну.

Температура осадительной ванны

20 должна быть меньше , предпочтительно следует избегать охлаждения раствора для формования. Это достигается либо теплоизоляцией фильеры, либо нагреванием раствора,

25 либо совместным использованием этих приемов.

При необходимости .есформован-ные изделия могут быть промыты перед

30 вытяжкой. Вытяжка производится один или несколько раз на воздухе или в водной ванне, или последовательно на воздухе и в ванне. Получают волокна с хорошими физи ко-механическими показателями. Пример. 90 г сульфатной целлюлозы для вискозы с СП 450 при 5,5%-ной влажности высушивают, зате добавляют в 1000 см ДМСО, содержащего 106 г 96%-ного параформальде гида во взвешенном состоянии (отношение параформальдегид/целлюлоза 1,2). Температуру смеси доводят до з-а 1 ч при медленном помешива нии, затем выдерживают раствор при этой температуре в течение 3 ч при помешивании . В поляризующий микроскоп наблюдают полное растворение. Целлюлозы. В полученный раствор при 120°С пробулькивают поток сухого азота дл устранения части формальдегида и сн жения отношения формальдегид/целлюлоза до 0,27. Потери ДМСО компенсируют . Раствор формуют сквозь фильеру с 200 отверстиями диаметром 0,06 мм в осадительную ванну, представляющу собой 30%-ньай водный раствор ДМСО при 2°С. Во время формования темпер туру поддерживают ,чтобы избеж забивания фильеры. .Нити проходят 100 см в ванне, а затем их извлекают из нее с помошью механического средства, на котором нити делают несколько витков, дале промывают противотоком в воде при 2°С. Нити подвергают двум последоват ным вытяжкам в воздухе, соответств но на 44% и на 30%, причем окружна скорость последней пары цилиндров составляет 25 м/мин, затем замасли ваются перед намоткой на бобину и высушиванием. Получ:енные нити имеют следующие характеристики: Номер, дтекс3 Удельная крепость в кондиционированном состоянии, г/текс 20,8 Удлинение в кондиционированном состоянии, %13 Удельная крепость в мокром состоянии, г/текс12 Удлинение в мокром стоянии, %14 Пример 2. Проводят, раствор ние, как и в примере 1, но берут 8 массы на 1000 см ДМСО и 94 г 9б%ГО параформальдегида (отношение па формальдегид/целлюлоза 1,19). Част формальдегида удаляется непрерывны прохождением в испарителе тонким с ем в вакууме вплоть до достижения отногуения формальдегид/целлюлоза 0 Вязкость полученного раствора составляет 600 пз при 2 . Потери ДМСО компенсируют. Раствор при 75°С формуют сквозь фильеру с 3000 отверстиями диаметром 0,055 мм в осадительную ванну, представляющую собой 40%-ный водный раствор ДМСО при 2°С. После выхода из осадительной ванны нити промывают водой, содержащей 10 г/л аммиака, противотоком на выходных цилиндрах коагуляционной ванны. Нити затем подвергают вытяжке на 39% на воздухе при комнатной температуре, затем на 23% в воде при 95°С. Прошедшие вытяжку нити затем промывают в холодной воде, замасливают и высушивают. Они имеют следующие характеристики:Номер, дтекс3,1 Удельная крепость в кондиционированном состоянии, г/текс 19,5 Удлинение в кондиционированном состоянии , %13,5 Удельная крепость в мокром состоянии, г/текс11 Удлинение в мокром состоянии, %15 Примерз. 80 г беленой массы С-СП 1050 при. 6% влажности высушивают и вводят в 1000 см- ДМСО, содержащего 94 г 96%-ного параформальдегида (отношение формальдегид/ /целлюлоза 1,20) и растворяют в условиях, приведенных в примере 1. Часть формальдегида удаляют при пробулькивании сухого азота при , чтобы довести отношение формальдегид/ /целлюлоза до 0,30. Полученный раствор имеет вязкость 2100 пз при 20°С, Раствор выдерживает при и фор1луют сквозь фильеру с 200 отверстиями диаметром 0,055 мм в осадительную ванную при 2С, состоящую из 30%-ного водного раствора ДМСО. После извлечения ,из ванны нити в промывают воводе при , затем дважды вытягивают на воздухе, сначала на 42%, затем на 15%. Они выходят со скоростью 19 м/мин, затем их промывают Б воде при 15С, замасливают и высушивают на нагревательной плите при 250°С. Нити имеют следующие характеристики : Номер, дтекс . 2,6 Удельная крепость в кондициониробанном состоянии, г/текс 23 Удлинение в кондиционированном состояНИИ, % 15

Удельная крепость в мокром состоянии, г/текс.14

Удлинение в мокром состоянии, %17

Пример 4. Раствор целлюлозы с вязкостью НОи.пз при 2f)°C, полученный как в примере i, выливают на стеклянную плиту и разравнивают с помошью ракли.

Целлюлозу осаждают с помощью коагуляционной ванны, представляюшей СО-бой 30%-ный водный раствор ДМСО при 8°С,

Получают прозрачную пленку, которую промывают в холодной воде для удаления растворителя, затем погружают в 2%-ный водный раствор глицерина на 15 мин и высушивают на плите при 50°с.

Получают пленку толщиной 0,090 мм прозрачную, светлую, бесцветную, имеющую вид и характеристики,близкие к виду и характеристикам целлофана.

Примерь. 240 г сульфатной массы для вискозы, высушенной при в течение 12 ч, добавляют к 2472 г ДМСО и к 288 г параформальдегида (отношение параформальдегид/целлюлоза составляет 1,2). Температуру смеси доводят в течение 1 ч до 130°С при медленном перемешивании, а затем в течение 3 ч поддерживают температуру на уровне 130°С.

Полученный раствор барботируют потоком сухого азота при 120С с ..гем чтобы восстановить отношение формальдегид/целлюлоза, равное 0,31. Полученный раствор .имеет вязкость, равную 1300 пз при 20°С, а число нерастворенных частиц составляет около 150.

Затем раствор фильтруют Через никелевую сетку с размером ячеек 50 мк при давлении 2 кг/см, после чего выдерживают при 75°С. Затем раствор пропускают через воронку (расстояние между краями сброса составляет 14/100 мм) в осадительную ванну с температурой 2°С, содержащую смесь дасо/вода в пропорциях 30/70.

После перегонки 13,5 civf в этой ванне (время контакта 4 с) механически.унесенный гель промывают в воде, имеющей комнатную температуру. Высушивают его иа гладкой паверхности.

Получают прозрачную пленку толщиной 18 мк. Вид этой пленки и ее свойства аналогичны свойствам целофану.

Потеря в ширине и в степени набухания геля менее, чем в случае получения вискозы.

Пример б. 70 г целлюлозного линтера со степенью полимеризации ,1500 и влажностью 6% вводят в 100Q.CM

диметилсульфоксида с 100 см воды и оставляют на ночь при комнатной температуре. Перегоняют часть диметилсульфоксида для удаления из него воды и восстанавливают объем. Снижают температуру до 130°С, затем добавляют 94 г 96 -ного парафорцальдегиДа (соотношение формальдегид/целлюлоза 1,37) при перемешивании. В этот раствор барботируют сухой азот при 120С, чтобы удалить часть формальдегида и

0 снизить отношение Формальдегида к целлюлозе до 0,57. Поддерживают тем.пературу в течение 3 ч 30 мин при перемешивании. Полученный раствор имеет вязкость 3300 пз при 20с, чис5ло нерастворившихся частиц 100 и индекс забивания 83.

Раствор выливают на стеклянную пластинку, как в примере 4, но при температуре осадительной ванны

0 и получают чистую прозрачную и бесцветную пленку.

Пример7, 240 г сульфатной целлюлозы со степенью полимеризации 450, высушенной при 110°С в течение

5 12 ч добавляют к 2472 г диметил- сульфоксида, что соответствует концентрации 10%, и 288 г параформальдегйда (соотношение параформальде- ... гид/целлюлоза 1,2).

Температуру смэси доводят до 130С

0 в течение 1 ч при медленном перемешивании, затем поддерживают температуру 130°С в течение 3 ч.

В этот раствор производят барботирование сухого азота при 120°С,

5 чтобы удалить часть формальдегида и снизить отношение формальдегида к целлюлозе до 0,57,

Растворение целлюлозы наблюдается в поляризованном микроскопе. Число

0 нерастворившихся частиц 150, Вязкость раствора 1200 пз при 20°С.

Раствор выливают на стеклянную пластинку, как в примере 4, в осадительную ванну с содержанием ДМСО 50%

5 и температурой 2С и получают чистую, прозрачную и бесцветную пленку.

Предложенный способ позволяет получить быстро и экономичноцеллюлозные формованные изделия, аналогич0ные по свойствам вискозным.

Формула изобре.тения.

Способ получения формованных изделий формованием растрора целлюлозы в смеси диметилсульфоксида с параформальдегидом в осадительную ванну с последующей вытяжкой;свежесформованного изделия, отличаюшийс я тем, что, с целью улучшения технологии процесса и свойств изделий, используют 7-10%-ный раствор целлюлозы со степенью полимеризации 4001500 при отношении параформальдеги17435868

да, к целлюлозе 0,2-0,6, в качествеИсточники информации,

осадительной ванны используют 30-принятые во внимание при экспертизе 50%-ный водный раствор диметилсульф- 1. Johnson D., Nicholson М.,

оксида, а формование в ванне прово-Haigh F. JPS, Technical Paper, 1975,

дят при . 5 (прототип).