Способ получения композиции для формования модифицированных акриловых волокон Советский патент 1983 года по МПК D01F6/40 

.. Изобретение относится к технологии получения текстильных волокон с понтенной воспламеняемостью, увеличен ным блеском, в чаатности к получению композиции для формования модакриловых волокон, состоящих из сополимера акрилонитрила, 1,1-дихлорэтиле на и гомополймеризуемого сульфомономера.. Наиболее близок к изобретению спо соб получения композиции для .формований модакриловых волокон сополимеризацией акрилонитрила с сульфоновым мономером (тётраметиламмоний ЕЛЛИЛсульфонатом) в водном диметилформами ном растворе в присутствии катализа,тора при повышеннсЛ температуре (). смешиванием полученного раст.вора с раствором смеси акрцлонитрила с 1,1-дихлорэтиленом в том же растворителе и повторной полимеризадией при 13 м. Волокна наоснове такой композиции обладают пожженной воспламеняемостью 3Однако эти волокна практически непрозрачные, матовые. Цель изобретения - повышение глянцевитости при сохранении понижекной воспламеняемости волокон. Указсмная цель достигается тем, v что согласно способу получения композиции для формования модифицирован ных акриловых волокон сополимеризацией акрилонитрила с сульфоновым мономером в водном диметилформамидном растворе в присутствии катализатора при поЕ9 паенной температуре, смешиванием полученного раствора с раствором смеем а|филон1Л-рила с 1,1-дих1юрэтиленом в том-же растворителе и повторной полимеризацией при 13 ч в качестве сульфонового кюном а используют сульфонат 2-акриламидо-2- «втилпропан натрия, .2-акриламидо-2-пропансульфркислоту или 2-акрииамидо-фенилэтансульфоююлоту, сополимеризацию проводят до содержания а 20-... . 21 г-ном водном диметилформамидном растворе полимера аес.% акрияо39нитрила и вес.% сульфоновогр мономера при 11 ч, а смешивают полученный раствор с раствором смеси 26,55-28,12 весД акрилонитрила с 16,87-18,5 весД 1 ,1-дихлорэтилена в соотношении 1:(6,5-11,0) соответственно. Технология получения волокон, получаемых из предложенной композиции состоит в следующем:. . А. Фильера. Для получения волокон требуемого размера (3,3 дтекс на нит используют фильеру со 175-фильерными отверстиями, диаметр которых составляет б5 мк, Б. Подача питающего материала к фильере. Используют приводной микронасос, подающий 0,6 см за оборот, число оборотов которого реализуется так, чтобы к станку поступало требуе мое количество полимернего раствора, забираемого из резервуара при 30i40 C. В. Коагуляция Коагуляцию выполня ют в лотке длиной 1 м с ванной (1213 с) при постоянном содержании, %: вода 60 и диметилформамид ( Г. Сборка, Из коагуляционного лот ка волокно вытягивают с помощью ролико-шпилечного устройства со скорОСТЬЮ 10 М/МИНо Д. Промывка Волокно проходит через коагуляционный лоток в ряд промывочных труб, куда в противотоке поступает дистиллированная вода при , причем содержание ДМФ в сухой пряие составляет менее 0,5. Ег Вытягивание. Из промывочных труб волокно проходит через протяжную трубу, имею1цую те же размеры, чт и коагуляционный лоток, содержащую дистиллированную воду при 98-100С, где волокно вытягивают с коэффициентом вытяжки . Сбор волокна осуществляют со скоростью 55 м/мин с помощью дополнительного ролико-шпилечного устройства. Пгсле вытяжки волокно проходит через конечный резервуар, где обрабатывается лубрификантами и антистатиками„ Ж. Просушка. После вытягивания во локно входит в ленточную сушилку, где происходит ее свободная усадка ,на воздухе при , достигающая 20 Изготовленные таким образом волокна подвергаются следующим испытаниям:4 а), Определяется степень окрашенности в полученном сухом волокне сравнением количества красителя, необходимого для достижения в волокнах такого же оттенка окраски, какой получается в волокне по предлагаемому способу:при его окраске заданным количеством красителя Предпочтительными являются пример 1 и оттенок окраски который получается у волокна при его- окрашивании 2 г красителя на 100 г сухого волокна, В испытаниях проводится окрашивание волокна: в темно-коричневый цвет, получающийся в результате смешивания следующих красителей, в соотношении, %: Желтый максилон50 Красный максилон.24 Синий максилон2б Оттенок окраски, например, у волокна по примеру 1 получается при обычном способе окраски до истощения красителя, причем 5 г волокна окрашивают в200 -см водного раствора, содержащего 0,1 г описываемой красящей смеси. Поэтому в пункте а) результатов испытаний указывается только количество красителя, использованного на 100 г волокна. Следовательно, чем выше указгнное число ,тем более матовое волокно, б Определяют степень воспламеня-емости волокна, выраженная .в 101 (гГокзаатель минимального количества кислорода), значения которого соответствуют ми нимальному содержанию кислорода в воздухе, необходимому для загорания продукта, Воспламеняемость продуктов cLOl, равным или превышающим26, считается пониженной, в. Определяют механические характеристики волокна о Пример 1„ Описываются условия, относящиеся к.двухфазному процессу сополимеризации, т.е. к процессу, в котором полимерную смесь, получаемую в результате приготовления двойного акрилонитрил сульфомономерного сополимера, добавляют к смеси акрилонитрила и 1,1-дихлорэтилена для проведения второй фазы полимеризации Сульфомономером является сульфонат 2 акриламид-2-метилпропан-натрия В первой фазе приготавливают двойной сополимер акрилонитрил/сульфоната 2-акриламидо-2гметилпропан-натрия сополимеризацией при 11 ч 27,2 вес.ч. акрилонитрила и ,8 вес,ч. сульфомономера в 2 ч. во5 ,5

ды и 66 ч. диметилформамида в присутствии 0,027 веСаЧ, азобисизобутиронитрилового катализатора и 0,015 ч. яблочно-кислотного стабилизатора. После полимеризации смесь содержит 2}% сополимера, состоящего из 85 акрилонитрила и % сульфоната-2-акриламидо-2-мётилпропан-натрия. Одну весовую часть этой смеси иемедлёно, т.е. без очисткиот непрореаги-i ровавших мономеров, смешивают с 6,5 вес.ч. смеси, содержащей 26,55% акрилонитрила, 18,5 ч, 1,1-дихлорI этилена, k ч о воды и 51 ч. ДМФ. Полученную смесь полимеризуют при 13 ч, в присутствии 0,22 ч. азобиеизобутиронитрилового; катализатора и 0,1 вес.ч. паратолуолсульфоната цинка, служащего стабилизатором окрашивания. После полимеризации смесь содержит 19,2 полимера, который соде| жит б1 по весу акрилонитрила, 36 1,1-дихлорэтана и 3% сульфомо-. номера, причем коэффициент использования последнего составляет 90,62.

Раствор перегоняют в вакууме для удаления и восстановления летучих непрореагировавших мономеров и для удаления, воды, так что получается окон ательный раствор, содержащий |22,5 полимера, который используется в Процессе формирования.

Полученные таким образом волокна имеют следующие характеристики:

Краситель, г2,0

Кислород,26

Размер нити,

дтекс3,3

Прочность на раз-.

рыв, г/дтекс2,6

Удлинение, % 32

Прочность.на разрыв в петле,

г/дтекс1,3

П р и м е р 2. Приводятся характеристики волокна с составом, как в примере 1, т.е 61 акрилонитрила, Зб 1,1-дихлорэтилена и 3% сульфурированной производной, но полученного с использованием полимерной смеси, подготовленной в первой фазе, из которой изготавливают двойной сополимер из акрилонитрила и сульфурированной производной, в кото(зой содерт жится больше сульфоната 2-акриламидо- -метилпропан-натрия (25%) чем в примере 1,

Указанный сополимер приготовляют Iсополимеризацией при 67°С 11 ч 22,5 ч

116

акрилонитрила и 7,5 ч. сулъфоната г-акриламидо-2-метилпропан-натрия 4 ч. воды и 66 ч, ДМФ в присутствии 0,027 ч. азобисизобутиронитрилоеого катализатора и О,015 ч. яблочной кислоты (стабилизатора). Получающаяся после полимеризации смесь содержит 20 полимера, состоящего из 75% по весу акрилонитрила и 25 сульфурированной производной.

Одну весовую часть такой смеси сразу же смешивают с 11 вес.ч, смеси, содержащей, м.: акрилонитрил 28,12, 1,1-дихлорэтилеи 16,87 вода и ДМФ 51

Полученную смесь подвергают полимеризации при 13 ч в присутствии 0,22 4i азобисизобутиронитрипового катализатора и 0,1 ч стабилизатора (паратолуолсульфоната цинка). . После полимеризации смесь содержит 19,5 полимера, состоящего из 61 акрилонитрила, 36% 1,1-дихлорэтипеиа и 3% сульфонатной производной, причем коэффици ант и спол ьзования последней составляет 93%.

После вакуумной перегонки, при которой происходит извлечение и сбор летучих непрореагиррвавших мономеров и воды, получается раствор, содержащий 22,5% полимера, используемый для прядения в условиях примера 1.

Полученные волокна имеют следующие характеристики:

Краситель., г2,5

Кислород, %26

Размер волокна,

дтекс3,2

Прочность на раз-

рыв, г/дтекс:2,7

Удлинение, %33,5

Прочность петли

на разрыв,

г/дтекс1,2

П р и н е р 3° Приводятся данные для волокна, полученного как в примере -2, с тем исключением, что ко;личество Т,1-дихлорэтилена увеличено до k5%, а результате чего восп пламеняемость волокна соответствует Ь01, равно«Ну 30%,

Двойной сополимер получают при полимеризации 27,2 вес,ч. акрилонитрила и ,8. . сульфурированной производной в 2 ч. воды и 66 ч, ДМФ в присутствии 0,027 ч. азобисизобутиронитрила. (катализатора) и 0,015 ч, яблочной кислоты (стабили- затора) при 67С П ч. После окончания полимеризации смесь содержит 7 99 полимера, состоящего из 85 акрилонитрйла и S% сульфоната 2-акриламидо-2-метилпропан-натрия, 1 веСоч этой полимерной снеси ера ЗУ же смешивают с 6,5 ч смеси, содержащей, ч,: 1,1-дихлорэтилен 21,6, вода k и ДМФ 51. Полученную смесь подвергают сополимеризации при 52°С 13 ч в присутствии 0,2 вес.ч, катализатора (азобисизобутиронитрила) и 0,1 ч. стабилизатора (паратолуолсульфоната цинка). После полимеризации смесь содержит 19,2% сополимера, содержащего, %: акрилонитрйла 52, 1,1-дихлорэтилен 5 и сульфонат 2-акриламидо-2-метилпропан-нат рия 3, причем коэффициент использования сульфурированного мономера возрастает до Полученную смесь перегоняют в вакууме, летучие не.прореа.-ировавшие мономеры отделяют и собирают, воду удаляют и получают раствор, содержащий 22,5% твердого вещества, используемый для прядения таким же образом, как в примерах 1 и 2, Полученные волокна имеют следующи свойства: Краситель, г3,0 Кислород, %30 .Размер нити, дтекс0-3,2 Прочность на разрыв, г/дтекс2,0 Удлинение, % .,Зб Прочность петли на разрыв, г/дтекс;1,0 П р и м е р А (сравнительный). Пр водятся характеристики волокна, полученного из тройного сополимера с тем же составом, что и в примере 1, т.е. 61% по весу акрилонитрйла, Зб% 1,1-дихлорэтилена и 3% сульфоната 2-акриламидо-2-метилпропан-натрия, но не в двухфазном процессе полимериза ции, а в однофазном процессе тройно сополинеризации. Тройной полимер получают сополин ризацией при 13 ч 27,81 ч. акр лонитрила 16,20 ч, 1,1-дихлорэтилен и 0,99 ч, сульфоната 2-акриламидо-2 . -метилпропан-натрия в 3 ч. воды и 52 ч. ДМФ в присутствии 0,22 ч, азо бисизобутиронитрилового катализатор и 0,1 ч. стабилизатора (паратолуолсульфоната цинка). В результате полимеризации получают раствор, содер жащий 20,3% полимера, состоящего из %: акрилонитрил 6V, 1,1-дихлоротилен 36 и сульфопроизводная 3, коэффициент использования которой не превышает 60%, Раствор, соде1эжащий 22,5% этого полимера, полуцаемый;-врезультате отгонки непрореагировавших мономеров, формуют так же, как и в примерах 1-3. Полученное волокно имеет следующие свойства Краситель, г5,6 Кислород, %26 Размер нити, дтекс3,3 Прочность ра разрыв, г/дтекс2,k Удлинение, % 31 Прочность петли на разрыв, г/дтекс1.,2 Данные характеристики свидетельствуют о том, что получается более матовое, т.е лишенное блеска, волокно при меньшей степени окрашивания, причем коэффициент использования сульфомономера снижается до 60%. П р и м е р 5о Описанный в примере 1 способ повторяют с использованием в качестве сульфомономера 2-акриламидо-2-пропансульфокислоты. Двойной сополимер акрилонитрйла и сульфомономеа получают с использованием 27,9 веСоЧ. акрилонитрйла и ,1 ч. сульфомономера, а остальные компонен-, ты, их количества и условия такие же, как в примере 1. После завершения первой фазы полимеризации сополимер содержит 87% акрилонитрйла и 13% 2-акриламидо-пропан-сульфокислоты. Вторую фазу сополимеризации выполняют как в примере 1, после чего получают смесь,содержащая,%.: акрилонитрил61,5, 1,1-дихлорэтил 36 и сульфономер25. П.р и м е р 6„ Процедуру примера 1 повторяют с использованием 2-акрилймидо-фенилэтансульфокислоты в каче|стве сульфомономера. Двойной сополимер акрилонитрйла и сульфомономера получают на 27,0 ч. акрилонитрйла и 5,0 ч, сульфомономера, все остальные компоненты, условия и количества такие же, как в примере 1. После окончания первой- фазы сополимеризации сополимер содержит 83,3% по весу акрилонитрйла и 16,7% 2-акриламидо-фенил-этансульфокислоты. Вторую фазу сополимериззции проводят так же, как в примере 1, и после