Способ получения полиамидоимидного волокна

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 8 51) о 01 Р 6/7 ОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР))Р -. С: АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АТЕНТ 6/74 ИДОдующее единичное(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИИМИДНОГО ВбЛОКНД Изобретение относится к технологии получения синтетических волокон, в частности к получение полиамидоимидных волокон с улучшенными свойствами;Цель изобретения - повышение прочностных показателей,Цель обеспечивается тем, что 21%-ный раствор полимера на основе тримеллитового ангидрида терефталевой кислоты соли натрия сульфоизофталевой кислоты и 4,4- дифенилэфирдиизоцианата в диметилэтиленмочевине формуют в водную коагуляционную ванну. содержащую 60- 70% органического растворителя (диметилэтиленмочевину, диметилформамид или их смесь в соотношении 72:78 соответственно) при комнатной температуре. Гелеообразное волокно вь 1 тягивают на 100%, промывают, сушат; ориентационное вытягивание проводят при 260 - 320 С на 170-180% при общей степени вытяжки 325 - 347%.Нити, согласно изобретению, отличаются следующим; показатель полидисперсности 1 2,2, прочность 45 сй/текс, модуль(57) Сущность изобретения: формует 21%- ный раствор полимера на основе тримеллитового ангидрида, терефталевой кислоты, соли натрия сульфоизофталевой кислоты и 4,4 -дифенилэфирдиизоцианата в диметилэтиленмочевине в водную коагуляционную ванну, содержащую 60-70% диметилзтиленмочевины, или диметилформамида, или их смеси. Гелеобразное волокно вытягивают на 100%, промывают, сушат. Затем проводят ориентационное вытягивание при 260 - 320 С на 170 - 180% при общей степени вытяжки 325-347%, 4 табл,Ф Юнга. 3,7 ГПа, вытягивание25% и цвет,определяемый яркостью25%, степень белого СБ30, показатель желтого ИЖ 170,Измерение прочности осуществляетсяна ручном или автоматическом динамометре с постоянным градиентом вытягиванияна образце нити, подвергаемому продольному растяжению до разрьва. Динамометрсоединен с калькулятором, который выдаетцифровые значения титра (дтекс) усилия наразрыв(с Й), прочности на разрыв, равныеУсилие на разрыв (с М),Исходный титр (текс)и вытяжку при разрыве (%). Значения соответствуют средней из 20 измерений.Вытяжка при разрыве измеряется, какуказано выше, Она меньше или равна 25%,Продольный модуль Юнга Е нитей ГИИ,согласно изобретению составляет 3,8ГПа, предпочтительно4 ГПа. Он представляет собой соотношение;Удельное усилиеЕ(соответстЬ1ры, четыре угля которой заняты ртутной лампой "среднего давления" типа МАЗДА МА 400 Вт. Колба лампы пропускает только излучения, превышающие 300 нм (солнечный 5 спектр), Температура в камере составляет60 оСУсловия работы: бумажное окно в 1,4 смна котором крепится образец при определении механических свойств на ИНСТРОНЕ, 10 размещают на одном из 24 кронштейновтурели камеры, После экспозиции извлекают бумажное окно и определяют механические свойства одноволоконной нити по вышеуказанному методу определения меха нических свойств.Изобретение иллюстрируется следующими примерами.П р и м е р ы 1-3. Получают растворПАИ, содержащий, моль %:20 Тримеллитовый ангидрид (АЙ/ТМ) 40 Терефталевая кислота (А) 8 Натриевая соль 5-сульфоизофталевой кислоты25(Азла) 24,4-Дифенилэфирдиизоцианат(ДДЕ) 50в диметилэтиленмочевине с рН7 для получения концентрации в 21 %, показатель полидисперсности полимера составляет 1,78.Раствор, вязкостью 598 Пз экструдируют в водной коагуляционной ванне, содержащей диметилэтиленмочевину, 35 Филаменты, поступающие из коагуляционной ванны в состоянии геля, вытягивают на воздухе при обычной температуре. Промывают их водой в ванне для удаления растворителя и высушивают на роликах.40 Промытые и высушенные филаментыподвергают дополнительной вытяжке в печи, выдерживаемой при повышенной температуре, затем наматывают на шпулю.Точные условия способа указаны в ниже приведенной табл.1.Механические свойства нитей, полученные в результате испытаний на растяжение, указаны в нижеприведенной табл, 2 в сравнении с нитями, полученными из раствора 50 ПАИ в Ы-метилпирролидоне (пример Зс).После экспонирования в камере в течение только 20 ч по вышеописанному методу, наглядно отмечается также значительное уменьшение массы полимера ПАИ согласно примеру ЗС:МВ, снижается от 147120 до 62950, то есть потеря - 84170.Зато полимер. согласно изобретению,теряет явно меньше: МВ( снижается от 116400 до 99720, то есть потеря в 16680.-водаКоэффициент % 60/40 Вытяжка на 167 воздухе 30 Промывка (продолжительность, с) 8 Высушивание, С 200 Дополнитель- коэффициент, % 180 ная вытяжкатемпература, С 260 35Механические свойства нитей по примере 4:Удлинение,%Прочность, с й/тексМодуль, ГПаТемпература Т щ, СПоказатель полидисперсности 1 2,2Поверхностная окраска:Яркость У, % 31 45Степень белого СБ 25Показатель желтого ИЖ 196Светостойкость после 40 ч экспонирования в камере)Сохранениепрочности 52%работы на разрыв 20%вы гяжки 38%Показатель полидисперсности; после 20 ч экспонирования 2,2. Таким же образом показатель полидисперсности полимера согласно изобретениюпоСле экспонирования переходит от 2,05 до2,13 в то время, как, согласно примеру ЗС,показатель полидисперсности переходит от 53 до 4,12,Следовательно, отмечается, что снижение механических свойств выражается в болеЕ значительном разрушении полимерныхцепей для нитей по примеру ЗС, чем для 10нитей, согласно изобретению.Термостойкость.Кинетика разрушения, то есть потеря в весе взацисимости от времени, представленая в % час375 С, на воздухе (скорость разрушения, %ч ) 15Пример 1 2Пример 2 1,9Пример 3 6,8П р и м е р 4, Получают полимер, идентичный полимеру, описанному в примерах 201,2,3, но с показателем полидисперсности,ра в н ы м 1,85.Раствор этого полимера в ДМЕИ имеетконцентрацию 21% и вязкость 781 Пз,Коагуляционная Температура,ОС 24 25ванна Термостой кость:Кинетика разрушения (% ч ) 2,П р и м е р ы 5 - 7. Получают раствор ПАИ такой же химической структуры, что и раствор описанный в примере 1 в смеси ДМЕО/ДМГ в пропорции 72/28, Полученный полимер имеет индекс полидисперсности 1 = 1,73, а 21%-ный раствор имеет вязкость 405 Пз.Его экструдируют в водной коагуляционной ванне, затем филаменты вытягивают и обрабатывают в условиях, указанных в нижеприведенной табл,2,Полученные механические свойства нитей указаны в нижеприведенной табл.З.В качестве сравнения, полиметафенилениэофталамидное волокно, известное в продаже под маркой 1 чощех Т 450, подвергают такому же тесту на разрушение под действ ем света, что и волокна изобретения, Сохранение некоторых свойств указано в нижеприведенной табл.4,Те 1 омостойкость (скорость разрушения, % час )Пример 5 2,1Пример 6 1,9Пример 7 1,8Формула изобретения 1. Способ получения полиамидоимидного волокна формован ем 21%-ного раствора полимера на основе тримеллитового ангидрида, терефталевой кислоты; соли натрия сульфоизофталевой кислоты, и 4,4-дифенилэфирдиизоцианата в полярном безводном органическом растворителе в водную коагуляционную ванну, содержащую 60 - 70% органического растворителя, при комнатной температуре, вытягиванием гелообразного волокна, промывкой, сушкой и ориентационным вытягиванием, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения прочностных показателей, в качестве полярного безводного органического растворителя, используют диметилэтиленмочевину, вытягивают гелгобразно" волокно на 100%, ориентационное вытягивание проводят при 260 - 320 С на 170 - 180% при общей степени вытяжки 325 - 347%.2. Способ поп 1, отлича ющийся тем, что формование осуществляют в коагуляционной ванне, содержащей в качестве органического растворителя диметилэтиленмочевину, диметилформамид или их смесь в соотношении 72:78 соответственно.Показатель полПример исперснос ти 1254 265 278 Пове хностная ок аска П име 1П име 2 П име ЗС 31,1 26,4 194 Яркость,Степень белого СБ Показатель желтого ИЖСветостойкость после 40 ч экспони ова ния в каме е Сохранение, Оь прочность на разрыв работа на разрыв линение10 1838468 Таблица 4 Составитель И. Девнинаедактор Т. Никольская Техред М, Моргентал Корректор О, Густ ательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 оизводствен Заказ 2908 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5