Способ получения модифицированного полиакрилонитрильного волокна

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 01 04 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ПАТЕНТ олН,Г., Геллер А Модификацнклюдации, 1, с. 74-75. ., Продан Афосфаты и и техника, 19 А, Геля во лер Б.Э., кна нитские воими ИЕх .при69 с ошенкенение3. 2,5-7,0 ы выпускаются(71) Энгельсский филиал Саратовского политехнического института(73) Энгельсский филиал Саратовского иитехнического института(56) Кулински Д,АЕмец Л,Д, Котецкий В.ВВольф Л,А, Модифицирование полиакрилонитрила и волокон на его основе гидроксиламином, Химические волокна, 1976, )ч. 6, с. 21 22,Коральник Слепакова С.И. рон методом и локна, 1973, МПродан Е.А Н,Ф. Триполи Минск.: Наука и Изобретение относится к модифицированным химическим волокнам и может быть использовано в производстве полиакрило- нитрильного волокна для текстильной промышленности и технических целей.Целью изобретения является улучшение физико-механических и физико-химических свойств полиакрилонитрильного волокна.Поставленная цель достигается тем, что в способе получения модифицированного ПАН волокна, заключающемся в формовании сополимера полиакрилонитрила, вытяжке волокна, модификации свежесформованного гель-волокна, авиважнай обра(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛЬНОГО ВОЛОКНА57) Использование: текстильная промышленность для технических целей. Сущность изобретения; свежесформированное гель волокно из раствора сополимера акрилонитрила после вытяжки подвергают авиважной обработке в присутствии 5-1500-ного раствора триполифосфата натрия. Обработку ведут до содержания последнего на волокне 2,5-7,0 мас,00, 1 табл. ботке и окончательной сушке волокна, мо дификацию проводят на стадии авиважной обработки, введением в авиважный раствор 5 - 15 0 ф триполифосфат натрия (ТПФН) при следующем соотношении компонентов в модифицированном волокне, мас,%Сополимер полиакрилонитрила 93-97,5 Триполифосфат натрияПрименяемые материалпо следующим ГОСТам:ПолиакрилонитрильноеВОЛОКНОТриполифосфат натрия Гбелый порошок, химическТриполифосфат натрия ГОСТ 13493-86, белый порошок, химическая формула йабРз 01 о; нетоксичен, пожаро-вэрывобезопасен,Модификацию ПАН волокна осуществляют способами:Первый способ получения модифицированного ИПН волокна предусматривает следующие стадии: формование, где радиальный раствор поступает в осадительную ванну; представляющую собой раствор роданистого натрия; двухстадийная пластификационная вытяжка и промывка волокна от роданистого.натрия; обработка волокна водным раствором серной кислоты: вытяжка волокна в среде пара и предварительная сушка; обработка модифицирующим раствором ТПФН совмещенная с отделочной препорацией (авиважной обработкой); окончательная сушка волокна, намотка и резка, сортировка, маркировка и упаковка.Модификацию осуществляют в производственных условиях на Саратовском ПО "Нитрон" следующим образом; в ванну с авиважным раствором дополнительно вводят ТПФН с таким расчетом. чтобы концентрация его в ави важном растворе составляла 3,5,10,15 и 20%. Температура модифицирующего раствора - 40-50 С, Скорость движения волокна 32,5-34 м/мин + 1%. Избыток авиважного раствора с ТПФН отжимают на отжимных вальцах. В результате такой модификации на волокно наносят 1,5; 2,5. 5, 7 и 8% масс, ТПФН, который проникая в структуру волокна вступает с ним во взаимодействие, Наличие взаимодействия сополимера полиакрилонитрила с ТПФН доказано рентгеноструктурными и рентгенфлюоресцентным анализами и электронной растворной микроскопией с микрозондным анализатором.Сравнительный способ получения модифицированного ПАН волокна заключается в том, что обработке водным раствором ТПФН подвергалось высушенное кондиционное ПАН волокно.Для этого после авиважной обработки и сушки волокна подвергали обработке модифицирующим раствором ТПФН, Концентрацию водного раствора ТПФН изменяли также как и в первом случае с 3 до 20%. Температура раствора и скорость движения волокна как в первом способе. Далее волокно подвергалось дополнительной сушке при температуре 105- 110 С с последующей намоткой или резкой, сортировкой, маркировкой и упаковкой.Свойства полученного модифицированного ПАН волокна представлены в таблице,Как видно из таблицы при модификации раствором ТПФН инклюдационным спосо бом свежесформированного гель-волокна полученное модифицирование ПАН волокно характеризуется более высокими показателями прочности: относительной прочно стью, прочностью в узле и в петле, а такжебольшей устойчивостью к горению (примеры 1-5), чем модифицированное в сухом состоянии - кондиционное ПАН волокно (примеры 7-11) при содержании ИПФН в его 10 структуре,материалах, Такое качество привносится в волокно ТПФН, относящимся к поверхностно-активным веществам; меньшая токсичность при пиролизе(по данным ступенчатой газовой пиролитической хроматографии),50 что характеризуется снижениемв 2 раза . содержания цианистого водорода в газах пиролиза. Связано это с тем, что инклюдационныйспособ введения в волокно ТПФН способст 55 вует более равномерному распределению и взаимодействию его в структуре волокна,что отражается на процессе циклизации полиакрилонитрила при пиролизе в сторону резкого снижения выхода цианистого волоОбработка гель-волокна 3% концентрацией ТПФН в авиважном растворе незначительно повышает прочность волокна 15 (пример 1), по сравнению с немодифицированнным (пример 6). Наиболее высокими показателями физико-химических и физико- химических свойств характеризуется волокно, содержащее 2,5; 5 и 7,0% ТПФН в своем 20 составе (пример 2, 3 и 4). Дальнейшее увеличение содержания ТПФН в волокне до 8% (пример 5) приводит к снижению его прочностных характеристик.Характерным для модифицированного 25 инклюдационным способом волокна с 2,5-5и 7% ТПФН в структуре по сравнению с прототипом (пример 12), ПАН волокно, модифицированное полиметилметакрилатом, является повышение разрывной нагрузки 30 на 9-10%, прочности в петле на 13-35% и вузле на 2-22%; повышение устойчивости к горению - кислородный индекс (КИ) возрастает на 2-3.5%.Важно, что после 3-х кратной стирки в 35 горячей воде КИ не снижаетсяМодифицированное ТПФН ПАН-волокно инклюдационным способом приобретает новые свойства, такие как улучшенная - в 2 раза(таблица) по высоте капилярного под нятия) смачиваемость олигомерами - эпоксидными, фенолоформальдегидными и меламиноформальдегидными, что является весьма важным для адгезионного взаимо- действия такого волокна в композиционных1806227 Свойства иодиФицированного ПЯН волокна КонцентрацияТПФН вавивамнонр-ре, 2 ьРазривная на" грузка, 1 сНКислороднвйСиачиваеиость50 р"ронсиолиСФАЬ ии Прочность в узлеот исходи. Состав нодиф,волокна нас, ь Прочностьв петле,ь от исходного Относительная ность, сН/текс Удлинение, ь тав инде к 2ТПФН ПДН кон дицион. волокно ельолокио 511,3 67,0 68,5 0,5 30,033,48354 1,5 2,5 5,0 36,1зв,воЗВ, 5936,9835,0 98,5 97,5 48,6549,0 5 З 54 11, 05 11,6910,8 96 9,7 950 93,0 92,0 23 67,7 55,6 з,з 2,7 7,4 9,4 20 23,5 195 19,5 19,5 20,0,3 26 5 49,8 35,05 3520 36,28 34,09 З 5,ЗЗ 985 97,5 95,0 93,0 9,39 44 41,45,0,0 57 47 507,08,0а 7 3,5 551 48,7 52,4 67,3 0,2 30,9 28,7 20,0 20,5 19,5 42,031,34 З,О 2,0 9,51 О, 110,6 10-50ПВВ 12прото"тип 32,Составитель И.ДевнинаТехред М.Моргентал Редактор А.Егоро Корректор М,Керецмэн Заказ 967 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 рода с 66 до 34 см /мг; повышенная термоустойчивость модифицированного волокна, температура начала основной стадии деструкции на 10-12 О смещается в область более высоких температур.Кроме того, предлагаемая модифика.ция ПАН волокна ТПФН инклюдационным способом отличается от технологии получения ПАН волокна модифицированного ПММА тем, что сокращается стадия полимеризации (прививки) метилметакрилата и его отмывки, так как ИПФН вводится в авиважную ванну и не требует дополнительной стадии и оборудования,Формула изобретения Способ получения модифицированногополиакрилонитрилгьного волокна, включающий формование из раствора сополимера 5 полиакрилонитрила, вытяжку, авиважнуюобработку и сушку с использованием модифицирующего агента, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения физико-механических и физико-химических свойств, в 10 качестве модифицирующего агента используют 5 - 15%-раствор триполифосфата натрия и вводят его на стадии авиважной обработки до содержания триполифосфатэ