Способ получения раствора для формования ионообменных нитей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТГЛЬСТВУ(51) М. Кл. 01 Р б/28 Гоеиаротоояиыр иоаитотСовета Наяиетроо СССРио яояаа иеооротояиаи отирытий(54) спОсОБ пОлучениЯ РАстВОРА ДлЯ ФОРМОВАниЯ ИОНООБМЕННЫХ НИТЕЙ 10 Изобретение относится к способам получения ионообменных волокнистых материалов, в частности к получению прядильного раствора для Формования ионообменных нитей. . бИзвестен способ получения растворов дпя Формования ионообменных волокон на основе сополимеров акрилонитрила и винилпиридина или его производных 111Хотя указанные нити обладают высокой обменной емкостью и удовлетворительными Физико-механическими свойствами, получение их затруднено ввиду большой токсичности мономеров пиридинового ряда (предельная допусти- тб мая концентрация винилпиридина 2 мг/мз) и характерного трудно переносимого .запаха.Известен взятый за прототип способ получения раствора для формования ионо-ф обменных нитей полимеризацией акрилонитрила с винилпиридином в органическом раствориеле с последующим введением эпоксиднодиановой смолы .121 .иэ данных растворов Формуют нити 2 б сухим или мокрым способом. В этом случае необходима тщательная отгонка не" прореагировавших мономеров, которая тем не менее не позволяет отогнать 0,5-1 Ъ непрореагировавших мономеров. З При таком количестве мономеров возникает загазованность производственных помещений, особенно трудно переносимая работающими с винилпиридином и его производными.С целью улучшения условий труда, предлагается дополнительно вводить пас" ле полимеризации в полученный раствор кислоту в количестве 0,1-1,0 от веса раствора.В качестве кислоты используют концентрированные кислоты (соляная, уксусная и др.), позволяющие перевести непрореагировавшие мономеры виннлпиридина в солевую форму.В качестве сополимера применяют сополимер акрилонитрила с мономерами пиридинового ряда или соотношении ацетонитрила и мономеров пиридинового ряда 80-20 г 20-80.П р и м е р 1. В колбу на 250 см" с мешалкой и обратным холодильником загружают реакционную смесь, состоящую иэ 75 вес.ч. растворителя - диметилсульфоксида (ДМСО), 15 вес. ч. акрилонитрнла, 10 вес. ч.2-метил-винилпиридина (МВП) и 015 вес. ч. азоди.нитрила.Реакционную смесь нагревают до 70 С и проводят реакцию при данноЕ температуре 90 мин. Весовая доля мо-.сильного основания, СОЕ по МаСС составляет 1-1,5 мг экв/г.П р и м е р 3. Аналогично примеру1 осуществляют процесс полимериэациии демономеризации. В полученный прядильный раствор вводят 1 соляной кислоты от веса раствора. Формование ивытяжку нити осуществляют аналогичнопримеру 2.Полученную нить подвергают гидролизу 10-ным раствором едкого натра втечение 30 мин при 80 С, Нить обладает амФотернымисвойствами. СОЕ покислым группам 4-5 мг зкв/г, СОЕ поосновным группам 2,2 мг.экв/г,П р и м е р 4, Аналогично примеру 1 осуществляют процесс полимериза"ции и демономериэации. В раствор вводят 0,1 соляной кислоты от веса раствора, Формуют нить по известному способу. Нить имеет прочность 25 гс/текс,удлинение 18. При Формовании запахамономеров не ощущают. Ионообменныесвойства аналогичны свойствам нити,описанной в примере 2. П р и м е р 2. В колбу на 250 смФ с мешалкой и обратным холодильником загружают реакционную смесь, состоящую иэ 75 вес. ч. ДМСО, 15 вес.ч. ак рилонитрила, 10 вес.ч, 4-винилпиридина (4-ВП) и 0,15 вес.ч. азодинитрила.Полимеризацию осуществляют аналогично примеру 1. Весовая доля 4-ВП после демономеризации составляет 0,5. 35 В раствор добавляют при перемешивании 0,3 ледяной уксусной кислоты и 10 вес.ч.15-ного раствора эпоксидной смолы ЭДв ДМСО и 1,0 вес, соляной кислоты. 40Полученный раствор Формуют в осади- тельную ванну, содержащую 50 ДМСО.и 50 воды. Полученную нитЬ вытягивают в б раз в две стадии; в пластификаци" онной ванне и вытяжной трубе с электрообогревом при 200 С.Вытянутая нить имеет прочность 32 гс/текс, удлинение 17. Полная обменная емкость нити 2,4 мг;зкв 1 г по0,1 л н. НС 8Полученную нить подвергают гидролиэу 10-ным ргствором едкого натра в течение 30 мин при 80 С. 3П р и м е р 6. В колбу на 250 смс мешалкой и обратным холодильникомзагружают реакционную смесь, состоящую иэ 75 вес.ч. растворителя - диметилФормамида ДМФ), 15 вес.ч. акрилонитрила, 10 вес.ч. МВП и 0,15 вес.ч.азодинитрила,Реакционную смесь нагревают до70 ОС и проводят реакцию при даннойтемпературе в течение 180 мин,Весовая доля МВП после демономеризации составляет 0,4. В раствор добавляют при перемешивании 0,3 ледяной уксусной кислоты и 10 вес.ч.15-ного раствора эпоксидной смолыЭДв ДМФ, Запах МВП отсутствует.Формоваиие и вытяжку нити осуществляют аналогично примеру 1.П р и м е р 7. В колбу на 250 смс мешалкой и обратным холодильникомзагружают реакционную смесь, состояномеров, не вошедших в реакцию, составляет 8, после отгонки 0,7, Раствор имеет сильный характерный запах МВП. В прядильной раствор добавляют 0,5 концентрированной соляной кис лоты, затем раствор перемешивают приа70 .С в течение 30 мин. Вязкость раствора при добавлении соляной кислоты практически не изменяется, а запах МВП исчезает. 10К полученному раствору добавляют 0,3 вес. эпоксидной смолы ЭД, затем раствор нагревают до 60 фС и перемешивают при этой температуре 30 мин.Из данного раствора Формуют нить по 5 известному способу, Вытянутая нить имеет прочность 26 гс/текс, удлинение 22.Для сравнения Формуют нить из раствора, полученного. в аналогичных условиях, но без добавления соляной кислоты. При Формовании ощущается силь-. ный запах МВП, который не исчезает в процессе промывки и вытягивания. Нить имеет проччость 23 гс/текс, удлинение 18. 25 Волокно обладает амФотериымисвойствами, СОЕ по кислым группам4,5 мг экв/г, СОЕ по основным груп-.пам 2,2 мг.экв/г. Нить не изменяет Физико-механические показаели и обменную емкость после 10 циклов регенерации. 5-ным раствором едкого натра. Путем Й -алкилироваиия полученной нити 5-ным водным раствором зпихлоргидрина при 90 С в течение 30 мин получают нить со свойствами 65 зН р и м е р 5. В колбу на 250 см с мешалкой и обратным холодильникомвзагружают реакционную смесь, состоящую из 75 вес.ч. растворителя - диметилацетамида (ДМАА), 15 вес.ч. акрилонитрила, 10 вес. ч, МВП и О, 15 вес. ч. азодинитрила. Реакционную смесь нагревают до 70 С и проводят реакцию при дайной- температуре в течение 120 мин, весовая доля полимеров, не вошедших в реакцию, составляет 7, после отгонки 0,6.В раствор добгляют при перемешивании 0,3 ледяной уксусной кислоты и 10 вес.ч. 15-ного раствора эпоксидной смолы ЭДв ДМАА, Запах МВП практически отсутствует. Формование и вытяжку нити осуществляют аналогично, примеру 1.594219 Формула изобретения Составитель И.ДеьнинаТехред Э.Чужи:с Корректор П.Макаревич Редактор О.Кузнецова Заказ 795/33 Тираж 573 ПодписноеЦНИИПЙ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Х"35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП 1 фПатентфф, ГУжгород, ул, Проектная, 4 щую из 75 вес.ч. растворителя - ДМАА, 15 вес,ч. акрилонитрила, 10 вес.ч -винилпиридина и 0,15 весч, аэодиитрила. Реакционную смесь нагревают до 70 фС и проводят реакцию при данной температуре в течение 120 мин. Весовая доля 2-ВП после демономериэации составляет 0,6 В. В раствор добавляют 0,3 раствора эпоксидной смолы ЭДв ДМАА, Запаха 2-ВП не ощущают. Формование и вытяжку нити осуществляют аналогично примеру 1. Таким образом, предлагаемый способ позволяет устранить загазованность 1 помещений при получении ионообменных волокон и повысить технику безопасности в производственных помещениях. Способ получения раствора для Формонания ионообменных нитей полимеризацией акрилоннтрила с винилпиридином в органическом растворителе с последующим введением эпоксиднодиановой смолы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения условий труда, после полимериэации в полученный раствор дополнительно вводят кислоту в количестве 0,1-1,0 от веса раствора,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР 9 407921 у кл. С 08 У 220/48, 1973.2. Патент Японии У 13142, кл. 26 В 151, 1960.