Способ получения модифицированного полиэтилентерефталата

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННО ПОЛ ИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТА/Оил; Х - двухарилена, цинол.%. ицированно н ышеннои Изобретение относится к способу получения модифицированного лолиэтилентерефталата (ПЭТФ), который используется для получения волокна типа лавсан, обладающего хорошей накрашиваемостью дислерсными красителями,Синтетическое полиэфирное волокно на ос 5 иове ПЭТФ обладает высокой кристалличностью и плотной упаковкой полимерных цепей, вследствие чего в процессе крашения диффузия красителя протекает очень медленно, что заставляет0 применять специально методы крашения - под. давлением, при повышенной температуре (около 120 С) или в присутствии переносчиков. Известен метод повышения накрашиваемос.З ти полиэтилентерефталатного волокна химической модификацией ПЭТФ в процессе его получения путем введения в полиэфирную цепь мономерных звеньев и блоков, приводящим к нарушению кристалличности и регулярности строения макромолекул 1).Однако, прн этом обычно понимаются прочностнье характеристики волокна и его термостабильность,Известен способ получения ПЭТФ, модифицированного ди- и триэпоксисоединениями. Волокна при этом приобретают сродство к красителям, физико-механические свойства аиало. гичны свойствам волокон на основе немодифи. цированного ПЭТФ; продолжительность стадии поликонденсации составляет 4 ч 21.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения модифицированного ПЭТФ путем взаимодействия терефталевой кис. лоты и этилентликоля в присутствии зпоксисодержашего модификатора с последующей поликонденсацией полученного продукта.В качестве модификатора используют диэпок. сисоединения общей формулы где В, - Й - Н, алкил, окисалк валентная группа типа алкилена, лоалкилена, в количестве 0,001 -Волокна на основе ПЭТФ, мо го этими соединениями, обладаю899583 Х сорбирующей способностью по отношению к красителям (3.Однако продолжительность стадии поликон. денсации составляет 4 ч и физико-механичес. кие показатели волокна недостаточно высоки.Цель изобретения - улучшение физико-механических свойств полиэтилентерефталатного волокна при сохранении повьппенной способ. ности к сорбции красителя и ускорение стадии поликонденсации.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения модифицированного полиэтилентерефталата путем взаимодействия терефталевой кислоты и этиленгликоля в присутствии эпоксисодержащего модификатора с последующей поликонденсацией полученного продукта, в качестве эпоксисодержащего моди. фикатора используют 0,5 - 1,5 мол,% на 1 моль терефталевой кислоты циклоалифатического ,циэпоксида общей формулы где Х -- 0 - , ОС(СН)СО - ,и модификатор вводят перед стадией поликонденсации.Диэпоксиды используют в количестве неболее 1,5 мол.%, так как диэпоксисоединенияв процессе реакции при раскрытии эпоксидныхциклов приобретают четыре реакционноспособных центра, что приводит к образованиюразветвленных структур, и при достаточновысоком содержании такого модификатора наступает сшивка, Образующиеся при этом неплавкие продукты поликонденсации непригодны для прядения волокон из расплава.Используемые циклоалифатичсские эпоксисоединения обладают повышенной реакционнойспособностью по отношению к. карбоксильнымгруппам и более термостабильны, чем эпоксисоединения алифатической структуры.Синтез модифицированного ПЭТФ осуществляют в конденсационных стеклянных пробирках и в лабораторном автоклаве при мольномсоотношении терефталевой кислоты (ТФК) иэтиленгликоля 1.4. Процесс проводят в двестадии, На стадии этерификации реакционнуюОсмесь нагревают при 195 - 200 С в атмосфереинертного газа при удалении выделяющейсяводы, затем повышают температуру до 225 -230 С и отгоняют избыток этиленгликоля,Модификатор вводят перед стадией поликондансации, которую осуществляют путем нагревания реакционной смеси в вакууме нри 250 -270 С. Продолжительность нагревания зависитот количества модификатора и составляет неболее 2 ч. Из полученного модифицированного 4НЭТФ формуют волокна прядением из расплава, которые затем подвергают ориентации путем4-кратной вытяжки при температуре нагревательных элементов 90 С.Полученные волокна характеризуют данными физико механических свойств и способностью накрашивания дисперсным красителем,Механические свойства определяют на установкеоУМИВ - 3 при 20 С, эажимной длине образца1 е 25 мм, диаметре моноволокна 80 - 100 мкм искорости растяжения 20 мм/мин, На этой жеустановке снимают термомеханические кривые,из которых определяют температуру стеклования, температуру плавлеия и термостабильность.Определение накрашиваемости модифицированных волокон осуществляют с применением2 вес,% красителя дислерсный синий, Волокна,нагревают в кипящей водяной бане без перенос 1 ф чиков в течение 1,5 ч при модуле ванны 1;50.Количество сорбированного красителя рассчи.тывают по разности оптической плотности ванныдо и после крашения, определяемой на фотоколориметре ФЭК - 56 ПМ с помощью калибровоч-,ной кривой.П р и м е р 1. В лабораторный автоклавемкостью 0,5 загружают 124,5 г (0,75 моль)ТФК; 1 б 9 мл (3 моль) этиленгликоля; 0,13 млтетрабутоксититана в качестве катализатораэтерификации; 0.12 г беО, в качестве катализатора поликонденсации; 3 мл триэтаноламина вкачестве ингибитора образования диэтиленгликоля и 3 мл 15 с-ной НзРО 4 в этиленгликолев качестве термостабилизатора. Реакционную мас.о3су нагревают при 190 С в атмосфере азота покане отгонится около 90% теоретического коли.чества воды, повышают температуру до 220 -225 С и отгоняют избыток этиленгликоля, Вводят2,4 г (1,5 мол,%) д- (2,3-эпоксициклогексил)о46оксида, выдерживают 1 ч при 220 С в токеазота, затем систему вакуумируют до давления 1 мм, повышают температуру до 250 С ивыдерживают 1 ч. Полученный полиэфир в видерасплава продавливают через фильеру, помещенную в выпускное отверстие автоклава, обраэую 43щуюся мононить пропускают для охлаждениячерез холодную воду и наматывают на барабан.П р и м е р 2. Синтез модифицированногоПЭТФ осуществляют по методике примера 1 прииспользовании в качестве модификатора 1,3 гфф (0,5 мол.%) ди- (2,3-эпоксициклогексил) адипинатаи времени поликонденсации 2 ч,П р и м е р 3, В конденсационную пробиркузагружают 1 б,б г (0,1 моль) ТФК;22,5 (0,4 моль) этиленгликоля; 1,017 тетраЭЗ бутоксититана; 0,013 г беО и 0,017 г триэтаноламина, Реакционную смесь нагревают в токе ар.гона при 196-198 С при отгонке воды до образования прозрачной гомогенной массы. После5 ЙЖ отгонки почти 85% творе ического количества воды вводят 0,2 мл 15%-ного раствора П,РО повышают температуру до 225 - 230 С и в тече. ние 1 - 1,5 ч отгоняют избыток этиленгликоля, Добавляют 0,11 г (0,5 мол,%) ди-(2,3.эпоксициклогексил)оксида, выдерживают 1 ч при 225 О230 С в токе аргона, затем систему вакуумируют до давления 1 мм и ведут реакцию при темпе.0ратуре бани 270 С в течение 70 мин. Получают бесцветный полимер, имеющий т, пл, 242 - 16 248 С (на плавильном столике);т 0,28 (0,5% ный раствор в м.креэоле прй .О С);накрашиваемость 62% (степень сорбции красителя из ванны).П р и м е р 4. Синтез осуществляют по 1етодике примера 3, при использовании в качестве модификатора 0,32 г (1,5 молЯ) ди,3-зпоксициклогексил) оксида и времени поли. конденсации 1 ч. Получают модифицированный ПЭТФ, имеяпций т, пл.235 - 243 С;ф 10,27; щ степень сорбции красителя волокон на его основе 71%.П р и м е р 5. Синтез модифицированного ПЭТФ осуществляют по методике примера 3 Образцы полиэтилентерефталата Характеристика 1 известный немодифицированныйУдельная вязкость 0,5%-ногоораствора при 20 С Степень сорбции дисперсногокрасителя (из ванны), % Температура 5%-ной потерив весе, С Продолжительность поликонденсации, ч Как видно из таблицы, волокна на основеПЭТФ, модифицированного циклоалифатическимидиэпоксидами, по сравнению с нсмодифицироКТ 6при использовании в качестве.модификатора 0,5 г (1,5 мол.%) д-(2,3.эпоксипнклотексил) адипината и времени поликонденсации 70 мин. Получают модифицированный ПЭТФ, имеющий т. пл, 249 - 253 С; Ь 0,27; степень сорбцни красителя волокон на его основе 77%.П р и м е р 6. Синтез модифицированного ПЭТФ осуществляют по методике примера 3, при использовании в качестве модификатора 0,25 г (0,75 мол.%) ди.(2,3 эпоксициклогексил)адипината и времени поликонденсапли 45 мин, Получают мидифнцированный ПЭТФ, имеющий т, пл. 244 - 249 С; ЧТО,30; степень сорбции красителя волокном 79%.П р и и е р 7, Синтез осуществляют по . методике примера 3, при использовании в качестве модификатора О,7 г (0,5 мол.%) ди(2,3 эпоксицикло гксил) адипината и времени поликонденсации 70 мин, Полученный ПЭТФ имеет т, пл. 249 - 253 С; М), 0,27; степень сорбции красителя волокном 75%.Сравнительные физико-механические свойства ПЭТФ и волокон на его основе приведены в таблице. ванными волокнами обладают улучшенной накрашиваемостью и пОвышенным значением модуляупругости.83 етения оликонкн 6,Составитель И, Чернехред Т,Маточка орректор,О. Била едактор Г. К 511 ого комитета СССРий н открытийРаушская наб., д, 4/ Заказ 12055/ опписно Тираж ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 13035, Москва, Ж, роектная,7 8995Волокна, полученные предлагаемым способом,имеют повышенное значение удлинения при раз.рыве,Использование циклоалифатическнх моноэпоксипроизводных дает воэможность сократить %стадию поликонденсадии.Изобретение позволяет улучшить физикомеханические свойства полнэтилентерефталатноговолокна при сохранении повышенной способости к сорбции красителя и ускорить стадию 10олн конденсации,фоомула изобр1Способ получения модифицированного полиэтилентерефталата путем взаимодействия тере.фталевой кислоты и зтилеитликоля в присутствии эпоксисодержащего модификатора с последующей поликонденсацией полученного про. эф дукта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств полиэтилентерефталатного волокна при сохрафилиал ППП Патент", г. Ужгород,ненни повышенной способности к сорбцнвкрасителя и ускорения стадии поликонденса.ции, в качестве эпоксисодержащего модификатора используют 0,5 - 1,5 мол.% на 1 мольтерефтале вой кислоты циклоалифатическогоднэпоксида общей формулы где Х -- 0 - ; - ОС(СНг) СО - ,и модификатор вводят перед стадиейденсации. Источники информации,принятые во внимание при эксперти1. Петухов Б, В. Полиэфирные волМ "Химия", 1976, с, 228-230,2. Патент Японки Иф 10627, кл. 26опублик. 1967.3, Патент Японии л". 10625, кл. 26опублнк, 1967 (прототип),