Способ получения термопластичноймассы для формования волокон

Союз Советскнк Социалистическнк Реслублик(2 с Заявлено 0412,78 (21) 2716815/23-05 с присоединемивм заявки Йо(23) Гриоритет -Р 01 Г 13/04Р 01 Г б/00 Госуяарстееииый комитет СССР ио Аелйм иобретений и открытий(54) СПОСОБ. ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНОИ МАССЫ ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ВОЛОКОН Изобретение относится к производству термопластичной массы с волокнообраэующими свойствами из волокнистыхотходов и может быть использовано напредприятиях по получению химическихволокон при создании безотходной технологии.Известны способы получения термопластичной массы с волокнообразующнмисвойствами из волокнистых отходовлавсана, капрона, полипропилена, Кним относятся способы регенерации волокнистых отходов по схеме полимермономер-полимер 1) и регенерации посхеме полимер-полимер 2 .При регенерации по схеме полимермономер-полимер волокнистые отходыпосле йредварительной подготовки (отмывка от замасливателя, резка, сушка)подвергают разложению до мономеров,затем .мономеры вновь используютдля синтеза полимеров 11,Процесс регенерации осуществл)тютпо периодической схеме, он отличается многостадийностью, длительность10-12 ч, требует больших трудозатрат, получение мономеров иэ волокнистых отходов обходится предприятию .впять раэ дороже, чем получение исходного сырья на специализированных предприятиях. Получаеьие волокна извторичного сырья характеризуются пониженными Физико-механическими показателями и используются для производства волокон неответственных ассортиментов.При регенерации по схеме полимерполимер волокнистые отходы после предварительной подготовки (резка, от мывка от замасливателя, сушка, пропитка технологической добавкой) подвергают механическому уплотнению,грануляции и затем формованию в волокнистые материалы 2) .15 Процесс регенерации осуществляютпо периодической схеме, состоит изряда последовательных операций,длительность 5-6 ч. Физико-механические показатели волокон иэ вторич ных полимеров на 20-30 ниже,чем изисходного сырьяНаиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способ реге нерации волокнистых отходов по схеме полимер-полимер, т.е. способ непосредственного формования отходовв волокна, заключающийся в том, чтоволокнистые отходы промывают в ап- . З 0,паратах для крашения в течение 50 81286060 мин водными растворами в присутствии 3-5 г/л ПАВ (поверхностно-активных веществ) . Далее волокнистуюмассу выгружают и сушат в камерныхсушилках лавсан при 160-180 С, капорон при 105-115 С в течение 5-6 чдо содержания влаги для лавсана 0;05а для капрона 0,02, Затем бесформенную волокнистую массу режут на волоконца длиной не более 35 мм, Измельченную волокнистую массу загружаютв экструдерное устройство, термообрабатывают при 270-285 С и формуют иэрасплава в волокно 3).Весь процесс осуществляется по периодической схеме в течение не менее5-6 ч, Физико-механические показатели получаемого волокна для капрона илавсана из вторичных полимеров капрона и лавсана на 20-25 ниже требуемых по ГОСТУ. При использовании способа непосредственного формования отходов в волокна укаэанный температурный режим обусловливает длительностьпроцесса 5-6 ч, при этом происходитзначительная термическая, термоокислительная и механическая деструкция 25полимеров, в результате чего молекулярная масса вторичных полимеров оказывается на 35-40 ниже показателя молекулярной массы исходного сырья, Процесс переработки осуществляется попериодической схеме, является многостадийным, включающим ряд трудоемкихопераций и связан с накапливаниембольшого объема сточных вод,содержащих вредные синтетические моющие вещества,Пониженные прочностные показатели волокон, полученных из отходов,не отвечают требованиям ГОСТ и используются для изготовления волокнистыхматериалов неответственных ассорти"ментов, 40Цель изобретения - получение термопластичной массы иэ волокнистых отходов лавсана, капрона, полипропилена для формования волокон с повышенными Физико-механическими показателями,Поставленная цель достигается способом получения термопластичной массы для формования волокон, заключающимся в термообработке и последую щем формовании термопластичной массы в волокна, Термообработку отходов ведут при температуре нулевой прочностифв течение 2-5 мин, затем темпера" туру повышают в течение 0,5"1 мин на 10-15 С, формируют полученную массу в виде слоя (жгута) толщиной 0,5- 1,5 см, термообрабатывают волокнистую массу при температуре ниже температуры разложения полимеров на 10-20 ОС в течение 3-5 мин и выдерживают поли меры 5-7 мин при температуре выше темо пературы плавления на 15-20 С.Отличительными признаками способа является температурный режим,обусловливающий длительность переработки 11- 65 18 мин по непрерывной схеме, а такжето, что волокнистые отходы формируются в виде слоя (жгута) толщиной неболее 0,5-1,5 см, т.е. в процессепереработки сохраняются в тонкомслое,Технология способа состоит в следующем,Волокнистые отходы (лавсана, капрона, полипропилена) прядильных цеховв виде бесформенной массы (после грубой резки) без отмывки от замасливателей, сушки, подвергают термообработке в течение 2-5 мин при температуре нулевой прочности (температура,при которой волокно теряет свои прочностные и упругие свойства), приэтом происходит обезвоздушивание волокнистой массы, частичное удалениевлаги и эамасливателей, потеря волокном упругих. свойств, что обеспечиваетравномерное продвижение волокнистоймассы в. зону более высоких темпера тур, где волокнистую массу переводятв термопластичное состояние и формируют в виде слоя 0,5-1,5 см в течение30-60 с при температуре на 10-15 Свыше температуры нулевой прочности,Перевод волокнистой массы в термопластичное состояние обусловлен необходимостью обеспечения волокнистымотходам компактной формы в виде тонкого слоя и обеспечения равномерного прогрева материала по всему объему,при этом обеспечивается возможностьего деформирования беэ эалипания рабочих органов оборудования, Далееволокнистую массу- термообрабатываютв течение 3-5 мин при температуре ниже температуры разложения полимерана 10-20 С и выдерживают 5-7 мин притемпературе выше температуры плавления на 15-20 С, полученную таким образом термопластичную массу непрерывно формуют в волокна,Термообработку волокнистых отходовна всех стадиях осуществляют в инертной среде (азот), ведут непрерывно,сохраняя полимер в тонком слое,что позволяет совместить процесс переработки с реализацией процессовтвердофазной дополиконденсации, обеспечивающей прирост молекулярной массы на 15-20.П р и м е р 1, Все отходы лавсана (ПЭТ) в виде бесформенной массы (после грубой резки) с удельной вязкостью 0,27 без предварительной подготовки (отмывки от замасливателя, сушки) непрерывно подают в бункер предварительной термообработки установки регенерации. Время пребывания волокнистой массы при 170 С (температура нулевой прочности ПЭТ-волокна) - 2 мин, при этом влажность во-. локна составляет 0,1, а содержание замасливателя 0,3 вес., волокно теряет свои упругие свойства и поступает в специальное формирующее устройство, где температуру поддерживают180 ОС, Волокнистая масса в течение30 с переходит в термопластичноесостояние и формируется в виде равномерного слоя толщиной 0,5-1,5 см(жгут и т.д.), Далее полимерная масса поступает в камеру плавления иподвергается термообработке в течение 3 мин при 300 С, при этом происходит подплавливание волокон и перевод полимера в вязкотекучее состояние. Затем масса поступает в прядильно-формовочное устройство, выдерживается в течение 5 мин при 275 ОС и затем формуется в виде волокон,П р и м е р 2 . Все отходы лавсана (ПЭТ) в виде бесформенной массы(после грубой резки) с удельной вязкостью 0,27 без предварительной подготовки (отмывки от замасливателя,сушки) непрерывно подают в бункерпредварительной термообработки установки регенерации. Время пребыванияволокнистой массы при 170 С (температура нулевой прочности ПЭТ-волокна)5 мин, при этом влажность волокна составляет 0,1, а содержание замасливателя 0,3 вес., волокно теряет своиупругие свойства и поступает в специальное формирующее устройство, гдетемпературу поддерживают 185 ОС. Волокнистая масса в течение 60 с переходит в термопластичное состояние иформируется в виде равномерного слоятолщиной 0,5-1,5 см (жгут и т,д.).Далее полимерная масса поступает в камеру плавления и подвергается термообработке в течение 5 мин при 290 С,З 5при этом происходит подплавливаниеволокон и перевод полимера в вязкотекучее состояние, Затем массу подаютв прядильно-формовочное устройство,.выдерживают в течение 7 мин при 40280 фС и затем формуют в виде волокон,П р и м е р 3. Волокнистые отходы капрона с относительной вязкостью 2,09 перерабатывают по п, 1, при 45 этом на первой стадии в бункере предварительной термообработки волокно выдерживают при 140 ОС (температура нулевой прочности капронового волокна) в течение 2 мин, при этом содержание Я влаги на волокне 0,3, замасливателя 0,35 вес В специальном формирующем устройстве в течение 30 с при 150 С волокнистая масса переходит вотермопластичное состояние и формиру ется в виде равномерного слоя толщиной 0,5-1,5 см (жгут и т,д,), Далее полимерная масса поступает в камеру плавления и подвергается термообработке в течение 3 мин при 290 С, при этом происходит подплавливание воло- ф 0 кон и перевод полимера в вязкотекучее состояние. Затем масса поступает в прядильно-формовочное устройство, выдерживают в течение 5 мин при 230 С и затем формуют в виде волокон, 65 П р и м е р 4 , Волокнистые отходы капрона с относительной вязкостью .2,09 перерабатывают по п, 1, приэтом на первой стадии в бункере предварительной термообработки волокновыдерживают при 140 ОС (температуранулевой прочности капронового волокна) в течение 5 мин, при этом содержание влаги на волокне 0,3,замасливателя 0,35 вес., В специальном формирующем устройстве в течение 60 спри 155 ОС волокнистая масса переходитв термопластичное состояние и формируется в виде равномерного слоя толщиной 0,5-1,5 см (жгут и т.д.) . Далееполимерная масса поступает в камеруплавления и подвергается термообработке в течение 5 мин при 280 Сприэтом происходит подплавливание волокон и перевод полимера в вязкотекучеесостояние, Затем масса поступает впрядильно-формовочное устройство, выдерживается в течение 7 мин при 235 оСи затем формуется в виде волокон,П р и м е р 5 . Волокнистые отходы полипропилена с характеристической вязкостью 1,38 перерабатывают поП,1, при этом на первой стадии в бункере предварительной термообработкиволокно выдерживают при 140 оС (температура нулевой прочности волокна) втечение 2 мин, Содержание влаги вволокне составляет 0,08, замасливателя 0,2 вес В специальном формирующем устройстве в течение 30 спри 150 С волокнистая масса переходитв термопластичное состояние и формируется в виде равномерного слоя толщиной 0,5-1,5 см (жгут и т.д,), Далееполимерная масса поступает в камеруплавления и подвергается термообработке в течение 3 мин при 300 С, приэтом происходит подплавливание волокон и перевод полимера в вязкотекучее состояние. Затем масса поступаетв прядильно-формовочное устройство,выдерживается в,течение 5 мин при190 ОС и затем формуется в виде волокон,П р и м е р 6, Волокнистые отходы полипропилена с характеристической вязкостью 1,38 перерабатывают по п,1, при этом на первой стадии в бункере предварительной термообработки волокно выдерживают при 140 ОС (температура нулевой прочности волокна) в течение 5 мин, Содержание влаги в волокне составляет 0,08, замасливателя - 0,2 вес,. В специальном формующем устройстве в течение 60 с при 155 С волокнистая масса переходит в термопластичное состояние и формируется в виде равномерного слоя толщиной 0,5-1,5 см (жгут и т.д.). Далее полимерная масса поступает в камеру плавления и подвергается термообработке в течение 5 мин при 290 оС, при этом происходит подплавливание волокон и перевод полимера в вязко812860 показатели, Прочность увеличивается на 10-15 что поэвопяет получать иэ вторичных полимеров штапельное :волокно, отвечающее требованиям РОСТ на продукцию первого сорта.Физико-механические показатели волокон, сформованных иэ термопластичной массы, полученной по предлагаемому способу приведены в таблице,Вид волокнистыхотходов Вязкостьполимерав отходах Вязкостьполимерапослеплавления Физико-механические покаэатели Прочность Удлине гс/текс ние, % Область ис- пользования Цвет О 27 0,27 3010,24 39 7 29,5 32 0 27,0 Лавсан Белый беэоттенка Штапельноеволокно соответствующеегоСт на продукцию 1 сорта Неравномерный коричневый оттенок Волокна несоответствующего ассортимента 420 580 ---- -тт - 31,2 49,6 2 д 09 2,09 2 9 1,6 Еапрон Полипропилен1 381,38 1 40 1,08 200 35 д 0 Нетканные мат лы Высокая обрывность, переработка в волокна на действующем оборудовании затруднена П р и м е ч а н и е, 1) вязкость полимеров определена: лавсана - удельнаявязкость из раствора в трикреэоле, капрона - относительная вязкость из раствора в серной кислоте, полипропилена - характеристическая вязкость иэ раствора в декалине, 2) числитель - показатели по. предлагаемому способу знаменатель - показатели по известному способу 3),Учитывая результаты, полученная по предложенному способу термопластичнаямасса для Формования волокон можев быть использована лри выработке основной продукции, что позволит эначйтельно сократить количество по" лимерных отходов на предприятиях по О производству химических волокон, а также будет способствовать решению ряда вопросов по охране внешней средыееО текучее состояние. Затем масса поступает в прядильно-формовочное устройство, выдерживается в течение 7 мин при 195 С и затем формуется в виде волокон.вполокна, полученные по предложенному способу из волокнистых отходсв лавсана, капрона, полипропилена, имеют повышенные Физико-механические Таким образом, изобретение поэволяет получать синтетические волокна из отходов с повышенными физикомехайическими показателями (увеличе" ние прочности на 10-15), 65 Формула изобретенияСпособ получения термопластичной массы для формования волокон термообработкой волокнистых отходов термопластичного. полимера, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше" ния Физико-механических показателей волокон, отходы термообрабатывают сначала 2-5 мин при температуре нулевой прочности полимера, затем повышают температуру на 10-15 С 0,5-1 мин, формируют полученную массу в жгут толщиной 0,5-1,5 см, термообрабатывают его при температуре ниже температуры разложения на 10-20 фС 3-5 мин и выдерживают 5-7 мин при температуре в выше температуры плавления на 15-20 С.Заказ 706/33 Тирам 482 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патентфф, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе