Способ модификации полиэтилентерефталатных нитей

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЮОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯй двсй йй ВКоГ рудово технол едо.а- а(21) 3645725/23-05(71) Ивановский ордена ТгоКрасного Знаменихимико- огический институт(56) 1. Куриленко А.И. и др. Исслвание процесса привитой полимеризции стирола на капроновых и лавсновых волокнах ВМС, т, Ч 11, 1965,В 11, с. 1935-1940,2. Андриченко Ю.Д. и др. Синтезпривитых сополимеров полиэтилентерефталата по реакции радикальнойполимеризации. в . "Химические волокна", 1978, В 2, с, 24-25.3. Лиц Н,П., Либина Г,М. Изучение реакции привитой сополимеризации полиэфирных волокон с полиметакриловой кислотой. - "Химия и технология крашения, синтеза красителейи полимерных материалов". Ивановскийхимико-технологический институт,1977, с. 83-85 (прототип). за) Р 01 Р 11/04 С 08 Р 291/ОО(54)(57) СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТНЫХ НИТЕЙ прививкойвинилового мономера из водного раствора в присутствии каталитическойсистемы НО-Ре 80 при 95-100 С,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью увеличения гигроскопичностинитей при сохранении их прочности,прививают смесь метакриловой кислоты с акриламидом или винилацетатом вмолярном соотношении 1,71-1,8:0,190,2 или метилметакрилата с акриламидом или винилацетатом. в молярномсоотношении 1,9-1,995:0,1-0,105 присуммарной концентрации мономеров вреакционной среде 1,9-2, 1 моль/л.11161Изобретение относится к химической модификации полиэтилентерефталатных (ПЭТФ) нитей получением на их основе привитых терполимеров (тройных сополимеров).эвестны способы модификации ПЭТФ-нити прививкой винилового мономера радиационным или химическим методом 13 и Г 23Однако указанные способы недостаточно рациональны и не могут быть рекомендованы для практического использования из-за малой эффектив. нбСти прививки.Наиболее близким к изобретению является способ модификации полиэтилентерефталатных нитей прививкой винилового мономера из водного раствора в присутствии каталитической системы Н 0-РеБО при 95-100 С. В качестве винилового мономера используют, например, метакриловую кислоту 33.Такие нити отличаются повьппенной по сравнению с исходными ПЭТФ-нитями гигроскопичностью, однако значительное повышение гигроскопичности достигается при заметном снижении аб- солютной прочности исходных нитей.Кроме того, данным способом не удается привить к ПЭТФ-нитям такие30 мономеры как акриламид и винилацетат.Цель изобретения - повышение гигроскопичности нитей при сохранении их прочности. 35Цель достигается тем, что согласно способу модификации полиэтилентерефталатных нитей прививкой вини- лового мономера из водного раствора в присутствии каталитической систе- ф мы Н О -РеВО. при 95-100 С, прививают смесь метакриловой кислоты с акриламидом или винилацетатом в молярном соотношении 1,71-1,8:0,19- 0,2 или метилметакрнлата с акридами дом или винилацетатом в молярном соотношении 1,9-1,9 БМ,1-0,105 при суммарной концентрации мономеров в реакционной среде 1,9-2,1 моль/л.Способ модификации ПЭТФ-нитей эа ключается в следующем.Исходную ПЭТФ-нить, освобожденную от эамасливателя, помещают в нагретую до 100 С реакционную смесь, представляющую собой водный раствор (или 55 эмульсию, стабилизированную эмульгатором ОП) смеси двух мономеров с суммарной концентрацией 1,9101 12,1 моль/л при модуле ванны 30 мл/г.В реакционную смесь вводят для предотвращения образования гомополимера РеБО 7 НО в количестве 0,087 от массы мономеров и перекись водорода в количестве 0,067 от массы мономеров. Нить выдерживают в реакционной смеси в течение часа, Модифицированное волокно (терполимер) извлекают иэ реакционной смеси и промывают водой или органическим растворителем.Степень прививки в зависимости от природы мономеров и состава смеси максимально достигает 607Полученные волокнистые терполимеры представляют собой не поддающиеся разделению трехкомпонентные системы: полиэтилентерефталат - полиметилметакрилат - акриламид (ПЭТФ-ПММА-ПАА); полиэтилентерефталат - полиметилметакрилат - поливинилацетат (ПЭТФ-ПММА-ПВА); полиэтилентерефталат - метакриловая кислота - винилацетат (ПЭТФ-ПМАК-ПВА); полиэтилентерефталат - полиметакриловая кислотаакриламид (ПЭТФ-ПМАК-ПАА).Определение плотности терполимеров и сравнение ее с расчетной по аддитивной схеме показывает, что экспериментально найденная плотность во всех случаях несколько вьппе. Малая величина Бр 0,004-0,05 г/см свидетельствует, что основная масса прививки образует плотный "чулок" на поверхности волокна, а часть привитой фазы "залечивает" микродефекты ПЭТФ- нити и проникает внутрь аморфных областей микрофибрилл,П р и м е р 1. 1 г ПЭТФ-нити с линейной плотностью 9,9 текс помещают в 30 мл нагретого до 100 С водного раствора 4,6 г МАК(1,8.моль/л) и 0,5 г ВА (0,2 моль/л) с рН 2,75. Суммарная концентрация мономеров 2,0 моль/л. К реакционной смеси добавляют 0,004 г РеБО 7 Н 2 ОО (0,0005 моль/л) и 0,003 г перекиси водорода (0,003 моль/л) и выдерживают ее в течение часа, после чего модифицированную нить отжимают и промывают водой. Выход терполимера ПЭТФ-ПМАК-ПВА 1,519 г. Степень прививки 51,93. Гигроскопичность терполимераПЭТФ ПМАК-ПВА в 9 и ф в 1,5 разавьппе таковой исходной ПЭТФ-нити ибинарного сополимера ПЭТФ-ПМАК состепенью прививки 557 соответственно.1116 35 Гигроскопичность терполимера ПЭТФ-ПИМА-ПВА гув 3 и м в 2 раза вы ше таковой исходной ПЭТФ-нити и бинарного сополимера ПЭТФ-ПИМА со сте пенью прививки 373 соответственно. 3Светостойкость терполимера,ов2 раза выше таковой исходной ПЗТФнит.и,Абсолютная прочность терполимера, на 11 и на 433 вьппе таковых исход 5ной ПЗТФ-нити н бинарного сополимера ПЗТФ-ПМАК со степенью прививки557 соответственно.П р и м е р 2. 2 г ПЭТФ-нити с линейной плотностью 9,9 текс помещаютв 60 мл нагретого до 100 С водногораствора 9,2 г МАК (1,8 моль/л) и0,85 г АА (0,2 моль/л) с рН 2,75.Суммарная концентрация мономеров2,0 моль/л. К реакционной смеси добавляют 0,008 г РеБО 7 Н О(0,0005 моль/л) и 0,006 г перекисиводорода (0,003 моль/л) и выдерживают ее в течение часа, после чегомодифицированную нить отжимают ипромывают водой. Выход терполимераПЭТФ-ПМАК-ПАА 3,24 г. Степень прививки 627.Гигроскопичность терполимераПЭТФ-ПМАК-ПААв 8 ив 1,4 разавьппе таковых исходной ПЭТФ-нити ибинарного сополимера ПЗТФ-ПМАК состепенью прививки 607. соответственно,Светостойкость терполимера в1,5 раза вьппе таковой исходной ПЗТФ-ниги,ЗОАбсолютная прочность терполимерапримерно равна таковой исходнойПЭТФ-нити и,у- на 403 вьппе таковойбинарного сополимера ПЭТФ-ПМАК состепенью прививки 607.П р и м е р 3. 1,5 г ПЭТФ-нитис линейной плотностью 9,9 текс помещают в 45 мл нагретой до 100 Сводной эмульсии 8, 55 г М 1 эв (1, 9 моль/ли 0,39 г ВА (0,1 моль/л) стабилизи Орованной добавкой 1 г эмульгатораОП. Суммарная концентрация мономеров 2,0 моль/л, К реакционной смеси добавляют 0,008 г Ре 804 7 НО(0,0006 моль/л) и 0,006 г перекисиводорода (0,004 моль/л) и выдерживают ее в течение часа, после чегомодифицированную нить отжимают ипромывают последовательно ацетономи водой. Выход терполимера ПЭТФПМАА-ПВА 2,0 г. Степень прививки33,37. 101 4Светостойкость терполимера м в2 раза выше таковой исходной ПЭТФнити,Абсолютная прочность терполимерана 207 вьппе таковой исходной ПЭТФ-,нити и примерно равна таковой бинар-ного сополимера ПЭТФ-ПММА со степеньюпрививки 377.П р и м е р 4, 1,5 г ПЭТФ-нити слинейной плотностью 9,9 текс помещают в 45 мл нагретой до 95 С воднойэмульсии 8,55 г ИМА (1,9 моль/л) и0,32 г АА (0,1 моль/л), стабилизированной с добавкой 1 г эмульгатора ОП. Суммарная концентрациямономеров 2,0 моль/л. К реакционнойсмеси добавляют 0,008 г РеЯО 7 Н О(0,0006 моль/л) и 0,006 г перекисиводорода (0,004 моль/л) и выдерживают ее в течение часа, после чегомодифицированную нить отжимают ипромывают последовательно ацетономи водой. Выход терполимера ПЭТФПММА-ПАА 1,725 г. Степень прививки 15 .Гигроскопичность терполимераПЭТФ-ПИМА-ПААв 4 и н в 2,5 разавьппе, таковых исходной ПЭТФ-нити ибинарного сополимера ПЭТФ-ПИМА состепенью прививки 37 Ж. Светостойкость терполимера в м 1,8 раза выше таковой исходной ПЭТф-нити,Абсолютная прочность терполимераг на 102 выше таковой исходной ПЭТФнити и примерно равна таковой бинарного сополимера ПЭТФ-ПММА.Пример 5. 1 г ПЭТФ-нити с линейной пЛотностью 9,9 текс помещают в30 мл нагретого до 95 С водного ораствора 4,37 МАК (1,71 моль/л) и 0,475 гВА (0,19 моль/л) с рН 2,75. Суммарная концентрация мономеров 1,9 моль/л,К реакционной смеси добавляют 0,004 гРеЯО 7 НО (0,0005 моль/л) и 0,003 гперекиси водорода (0,003 моль/л) ивыдерживают ее в течение часа, после чего моди 4 йщированную нить отжимают и промывают водой. Выход терполимера ПЭТФ-ПМАК-ПВА 1,50 г. Степеньпрививки 503.Гигроскопичность терполимера л в9 и у в 1,5 раза выше таковой исходной ПЭТФ-нити и бинарного сополимера ПЭТФ-ПМАК со степенью прививки553 соответственно (равновесное влагосодержание при 653 влажности воздуха.м 4,73),Светостойкость терполимера в 2 раза вьппе таковой исходной ПЭТФ-нити.,7 ивки бинарного сополиме ПМАК в терполимере ПЭТФы в терполимере ПЭТФ-ПМА лимере ПЗТФ-ПМАК-ПАА со 6875/22 Ти аж 440степень п содержани привитой ПМАК в те а, соответствующаяПМАК-ПВА, содержани К-ПВА и содержанию тветственно. ое Абсолютная прочность терполимера фна 11 и , на 437 выше таковых исходной ПЭТФ-нити и бинарного сополимера ПЭТФ-ПМАК со, степенью прививки 553 соответственно и составляет 363 Гс.Л р и м е р 6. 1,5 г ПЭТФ-нити с линейной плотностью 99 текс помещают в 45 мл нагретой до 100 С водной эмульсии 8,98 г ММА (1,995 мольй) и 0,41 г ВА (0,105 моль/л) стабилизированной добавкой 1 г эмульгатора ОП, Суммарная концентрация мономеров 2,1 моль/л. К реакционной смеси добавляют 0,008 г РеБО 7 Н О(0,0006 моль/л) и 0,006 г перекиси водорода (0,004 моль/л) и выдерживают ее в течение часа, после чего модифицированную нить отжимают и последовательно промывают ацетоном и водой. Выход терполимера ПЭТФ-ПММАПВА 2,05 г. Степень прививки 36,6 Х.Гигроскопичность терполимера ПЭТФ-ПММА-ПВАв 3 и н 2 раза выше таковой исходной ПЭТФ-нити и бинар-. ного сополимера ПЭТФ-П 1 Фй со степенью прививки 377. соответственно (равновесное влагосодержание при 657 влажности воздуха 1,7%). Светостойкость терполимерав 2 раза вьпие таковойисходной ПЭТФ-нити.Абсолютная прочность терполимерапримерно равна таковой бинарного со полимера ПЭТФ-ПММА ина 137. вышетаковой исходной ПЭТФ-нити и составляет 375 Гс.П р и м е р 7. Образец терполимера выдерживают в эксикаторе с отно- О сительной влажностью. воздуха 657. втечение 3 сут до постоянной массы,после чего взвешивают. Затем этотобразец высушивают в вакуум-сушильном шкафу при 100 С и 6,67 кПа до 15 постоянной массы, после чего взвешивают. Равновесное влагосодержание(гигроскопичность) рассчитывают поформуле где 5 и Ь - масса влажного и сухов сго образца терполимера соответственно.25 Таким образом, согласно изобретению, получают модифицированные полиэтнлентерефталатные нити на основетерполимеров, обладающие повышеннойгигроскопичностью при сохранении 30 прочности,г. Уагород,ул. Проектнаа