Способ получения термостойкого волокна

Ня р Осо Изобретение относится к области технологии получения термостойких волокон, вчастности волокон на основе полимера лестничной структуры.Известен способ получения волокон из 5полимеров типа полибензимидаэофенантролина, синтезированных поликонденсацией в полифосфорной кислоте (ПФК)диангидрида 1,4,5,8-нафталинтетракарбоновой кислоты и З,З -диаминобенэидина. 10Волокно получают методом мокрого формования из 3 - 10-ых сернокислотных растворов полимера, Полимер у=1,0 - 4,0растворяют при 50-70 С в 85-107 О/,-ной(лучше 92-102%-ной) серной кислоте и после фильтрования и обезвоздушивания формуют в осадительную ванну, содержащую50 - 80% серной кислоты при 45-80 С, Сформованное волокно тщательно отмывают откислоты, сушат и термовытягивают при 525575 С при кратности вытяжки 1,5-2,8.Готовое волокно имеет прочность 29,737,2 гс/текс, удлинение 6,8-14,4%,Известен способ получения волоконформированием сернокислотных растворовполимера вышеуказанной структуры в органические осадительные ванны - диметилацетамид (ДМАА), диметилформальдегид(ДМФ); М-метилпирролидон или их смеси.Формование волокна в ДМАА при 25 С ипродолжительности прохождения волокна вванне 15 с с.последующей промывкой горя.чей водой (80 С) в течение 5 с и вытяжкой скратностью 1,5 на нагретых до 270 С вытяжных валах приводит к получению прочного 35волокна.Однако, существенным недостаткомописанных способов является длительностьпроцесса, связанная с операциями высаживания полимера, промывки, сушки, повторного растворения, Это усложняет.технологические циклы, удлиняет процесс иувеличивает расход вспомогательных материалов и электроэнергии,Целью предложенного технического 45решения является упрощение процесса присохранении физико-механических свойствволокна. Поставленная цель достигаетсятем. что в известном способе получения волокна из раствора полимера лестничной 50структуры в осадительнуо ванну, содержащую амидный растворитель с последующейпластификационной вытяжкой, промывкой,сушкой и термовытяжкой, согласно предлогкению, формование осуществляют иэ 10 -17%-ного раствора полимера структурыв М-метилпирролидоне с фильерной вьтя;к кой 15+-40% и передтермовытяжкой проводят термообработку в аргоне прдавлении 10-15 мм рт,ст., температуре 37 Г,- 390 С 1,5 - 2 ч. Осадительная да,.на имгг.т состав г МП: вода-:60-70:40-30 соотве 1 гтвенно.Полимер получают пол конденса, ей диан гидрида 1,4,5,8-нафталинтетракарбоновой кислоты с тетраамин,. ифениловым эфиром в й-МП в присутс "и смеси бензойной кислоты; имидаэол, пр комнатной температуре. Из полученног, поликонденсационного раствора формук, волокно по мокрому способу.Нижепри,енные примеры иллюстрируют пред о; энное техническое решение.П р и м е . 1, Получение полимера структуры, МН МН2 2оликонденсацию 1,15 г (0.005 м) 3,3,4,4 -тетрааминодифенилового эфира и 1,3,4-(0,005 м) диангидрида 1,4,5,8-нафталинтетракарбоновой кислоты проводят в 20 мл ч МП в присутствии 0,017 г (0,00025 М) имидазола и 0,036 г (0,00025 м) бензойной кислоты при комнатной температуре в течение 24 часа. Получают полимер с)=1,9 дл/г, М=90000, Полученный поли(о-аминофенилен)-нафтоиленимид имеет состав. Вычислено/найдено, % для С=-67,53/67,25; Н. - .З,05/3,35; 0=12,12/11,96,П р и м е р 2. Полученный в примере 1 поликонденсационный р - р полимера в ч МП с динамической вязкостью 900 пауз с/ 1=1,9 дл/г с концентрацией 10 масс,% фильтруют, обезвоздушивают и формуют в осадительную ванну, содержащую 60% ч МП и 40% Н 20 через фильеру, имеющую 100 отверстий диаметром 0,08 мм, Фильерная вытяжка при этом составляет - 27%. Пластификационную вытяжку формуемого гельволокна осуществляют в "шубе" осадительной ванны на воздухе с кра 1 ностью 1,8,Полученную нить промывают водой и сушат при 80 - 100"С в течение 2 ч. Термообработку высушенной нити проводят в среде осушенного аргона при 380 в течение 1,5 ч. Свойства полученной нити: Линейная плотность, текс 29,4 Относительная разрывная нагрузка, сН/текс 25,1 Удлинение при разрыве, % 40,25220 22.7 Устоичивость к тормоокислительномустарению на воздухе термостабильность)при 400 в течение15 час 50Теплостойкость нл воздухе, 5% при 400" 70500" 58г 0 43Кислородный индекс % 56Термообработанное голокно вытягива Оют на воздухе при 530" с краткостью 1,48,При эом олуают нити со следующимисвойствами:Линейная плотность, текс 20,2Относительная разрывная 15нагрузка, сН/текс 35,4Удлинение при разрыве, % 10,3Термостабильность, % 40"в течение 15 чТеплостойкость.% при 400 65500" 4540Кислородный индекс. % 56Г р и м е р 3. Операции, связанные с 25подготовкой раствора осуществляют согласно примера 1. Для формования используют 15% раствор поли-(о-аминофенилен)нафтоиленимида с динамической вязкостью1100 пауз и характеристической вязкостью 30полимера 1,4 дл/гФормование волокна осуществляют восадительную ванну, состоящую из 70% М. МП и 30% Н 20. использую фильеру из 100отверстий диаметром 0,08 мм. Фильерная 35вытяжка составляла +15%. Пластификационная вытяжка с кратностью 1,5. Нить промывают водой и сушат при 80 - 100 С втечение 2 ч, Сухую нить термообрабатываютв вакууме при остаточном давлении 10 - 15 40мм рт,ст. при 370 С в течение 2 час,Свойства полученной нити;Линейная плотность,текс 32,6Относительная разрывнаянагрузка, сН/текс 29,3 45Удлинение при разрыве, % 25,7Термостабил ьность;% при 400"С 69,3 50500"С 54,2550 С . 45.0Кислородный индекс, % 56Термообработанное волокно вытягивают на воздухе при 540" с кратностью 1,3. 55Полученное олоко имеет следующиесвойства:Линейная плотность. тексОтносиельная разрывнаянагрузка, сН/текс 40.1% при 400500 550" Кислородный индекс, % 8,0 70 55 48 24,7 45,3 70,1 57,2 47,0 39,5 12,1 П р и м е р 4. Подготовку раствора кформированию осуществляют как в примере 1, Для формования используют 17%-ныйраствор полимера в И МП. Динамическаявязкость раствора составляет 1250 пауз, характеристическую вязкость полимера - 1,2дл/г. Формование волокна осуществляют восадительную ванну, состоящую из 70% КМП и 30% Н 20, используя фильеру из 100отверстий диаметром 0,08 м, Фильерная вытяжка составляла - 40%, Пластификационную вытяжку гель-волокна осуществляют навоздухе в "шубе" осадительной ванны скратностью 1,7. Нить промывают водой, сушат при 80 - 100 в течение 2 ч и термообрабатывают в вакууме при остаточномдавлении 1 О - 15 мм рт.ст. при 380 С в течение 1,5 ч.Свойства нити.Линейная плотность, те,с . 36,2Относительная разрывнаянагрузка, сН/тексУдлинение при разрыве, %Термостабильность,% при 400500550Кислородный индекс, %Термообработанное волокно вытягивают на воздухе при 550 в 1,7 раза,Полученное волокно имеет следующиесвойства:Линейная плотность, текс 24,8Относительная разрывнаянагрузка, сН/тексУдлинение при разрыве, %Термостабильность,% при 400 69,8500 54,8550 50,0Кислородный индекс, % 56П р и м е р 5 (сравнительный), Раствордля формования волокна получают растворением полимера, полученного поликон-денсацией в полифосфорной кислотедиангидрида 1,4,5,8-нафталинтетракарбо1790260 Составитель И.ДевнинаТехред М,Моргентал Корректор Н,Милюкова Редактор Т.Иванова Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 1621 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 новой кислоты и 3,3 -диаминобензидина с 1 последующей стадией высаживания.Формование волокна осуществляют из 5/ -ного сернокислотного раствора полимера с динамической вязкостью 1500 пауз в водно-органическую ванну, содержащую 60 ДМФ при температуре 25 С. Продолжительность прохождения волокна в ванне 15 с, скорость формования 2 м/мин с последующей промывкой горячей водой в течение Формула изобретенияСПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОСТОЙКОГО ВОЛОКНА, включающий синтез полимера типа полибензимидазофенант ролина поликонденсацией в среде растворителя, формование волокна иэ раствора этого полимера в осадительную ванную содержащую Й-метилпирролидон, пластификационную вытяжку, промывку, сушку и термовытягивание, от пичающлйся тем, что, с целью упрощения процесса при сохранении физико-механических свойств волокна, осуществляют формование с фильерной 5 си вытяжкой с кратностью 1,5 на нагретых до 270 С вытяжных валах, Получают волокно со свойствами аналогично волокну, полученному в примере 4. Однако, как видно из 5 вышеприведенных примеров при сохранении физико-механических свойств волокна согласно предложенному техническому решению упрощается процесс его получения, т.к, формовэние осуществляют непосредст венно из поликонденсационного раствораполимера лестничной структуры. вытяжкой 15 - (40)% и 10 - 17 ф-ного 15раствора поли-(о-аминофениленнафтоиленимида с характеристической вязкостью 1,2 - 1,9 дл/г в И-метилпирролидоне, полученного непосредственно в процессе синтеза полимера, а перед термовытягиванием волокно обрабатывают при 370 - 390 С в течение 1,5 - 2,0 ч в среде аргона или при давлении 10 - 15 мм рт.ст.25 2, Способ по и 1, отличающийсятем, что формовэние осуществляют в осадительной ванне, содержащей 60 700 й-метилпирролидона и 30 - 40, воды.30