Способ получения раствора для формования полиакрилонитрильного волокна

ОЮЗ СОВЕТСКИ ОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК А И Р 01 Г б/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ О АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМУ СВИД.06.83. Бюл.М. Малышев, Вешков, Б,Э. Г месь ас.В 23Кравчук,ллер и А.А. Гел(71) Производ "Навоиазот" и текстильной и (53) 677.494( бъединение ий институт смышленности твенноеТашкентлегкой88.8) 3-105-20 56) 1. Патент Франции М 1170177, л. П 01 Е ,опублик. 1959 (протоип),Остально смесь ил ия перед тве 3 онную о нат оличе(54)(57) СПОСОБ ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ П ВОЛОКНА сополиме рила с метиловым кислоты и итакон ном растворе род присутствии моди о т л и ч а ю щ с целью улучшени вора, повышения телей волокна, в ОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРА ЛИАКРИЛОНИТРИЛЬНОГО изацией акрилонитэфиром акриловой вой кислотой в воднистого натрия в ицирующей добавки, й с я тем, что, прядомости растрочностных показа- качестве иодифицирующей добавки используют ществ следующего состава,Оксиэтилированный замещенный амин с числом углеродных атомов в алифатическом радикале Цианэтилсульфонат Сульфоуксуснокислый натрийДиоксипропилсульфокислый натрий Сополимер акрилонитрила, метиловог эфира акрнловой кислоты и итаконовой кислоты в соот ношении 92,3-93,2:5,6-6,1,"1,2-1,4 соответственно с мол,мас. 5000 и вводят ее в реакци в раствор роданистог сополимеризацией в к 5 мас.%.15-20 Изобретение относится к производству химических волокон, в частности к способам получения раствора для формования полиакрилонитрильных волокон.Известен способ получения раст вора для формования полиакрилонитри-. льного волокна сополимеризацией ак" рилонитрила с метиловым эфиром акриловой кислоты и кислоты в водном растворе роданистого натрия в присут ствии модифицирующей добавки. В ка" честве катализатора применяют азобисизобутиронитрил. Полимериэацию проводят в присутствии амина как модификатора, например, лаурил,3- -пропилендиамина. При полимеризации может присутствовать полимер с небольшим молекулярным весом, растворимый в роданиде натрия, например поливиниловый спирт или полиэтиле" намин 111 .Недостатком известного метода является неудовлетворительная прядомость прядильного раствора, что вызывает высокую обрывность формующихся волокон и невозможность получения полиакрилонитрильного волокна с низкой линейной плотностью при постоянной пластификационной вытяжке, Кроме того, наблюдается высокое поверхностное натяжение раст- З 0 вора в осадительной ванне, а также высокая адгезия раствора к материалу фильеры.Цель изобретения - улучшение прядомости раствора, повышение прочност 35 ных показателей волокна.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения раствора для формования полиакрилонитрильного волокна сополимеризаци ей акрилонитрила с метиловым эфиром акриловой кислоты и итаконовой кислоты в водном растворе роданистого натрия в присутствии модифицирующей добавки, в качестве последней используют смесь веществ следующего состава, мас.Ъ:Оксизтилированныйзамещенный аминс числом углеродных 50атомов в алифатическом радикале11-13 О, 3-10Цианэтилсульфонат 15-20Сульфоуксуснокислый натрийДиоксипропилсульфокислый натрий 9-10Сополимер акрилонитрила, метиловогоэфира акриловой кислоты и итаконовойкислоты в соотношении 92,3-93,2:5,66,1:1,2-1,4 соответственно с мол.мас.5000 Остальное 65и вводят ее в реакционную смесь или в раствор роданистого натрия перед сополимеризацией в количестве 3- 5 мас.Ъ.Ниэкомолекулярный сополимер растворим в разбавленном растворе роданистого натрия. Используют как ионогенное поверхностно-активное, вещество оксиэтилированный замещенный амин типа."1,2 ) 60,7Полученная реакционная смесь (после введения модифицирующей добавки) имеет состав, мас,%: 15,0 9,0 с числом углеродных атомов в алифа" тическом радикале, равным 11-13. Примером оксиэтилированного замещенного амина могут служить берольвиско 31, пропамин К, пропамин Д, оксамин Л.П р и м е р 1. Берут 2 кг реакционной смеси рН смеси 5-6) следующего состава, мас.Ъ:Иономеры акрилонитрил: метиловый эфиракриловой кислоты:итаконовая кислота93,2:5,61:1,2) 18Двуокись тиомочевины 0,1Изопропиловый спирт 0,5Азобисизобутиронитрил 0,151,5-ный растворроданистого натрия 81,3Делят на две равные части. Затем в первую часть весом 1 кг вводят модифицирующую добавку весом 31 г сЛедующего состава, мас.Ъ:Оксиэтилированныйзамещенный амин=93,2:5,6:1,2) 17,4Двуокись тиомочевины 0,0967ИзопропилоныйспиртАзобисизобутиронитрил 0,0967 10Модифицирующаядобавка51,5-ный растворроданистого натрия 78,9216затем смеси (с модифицирующей до банкой и без нее) прогревают при 80: в реакторе непрерывного действия в течение двух часон, где происходит процесс полимериэации. Далее из полученных растворов удаляют непрореагировавшие мономеры обычным методом. Получают 971 г раствора с модифицирующей добавкой и 940 г раствора без модифицирующей добавки. Затем растворы формуют обычным способом, например, через фильеру на 100 отверстий (диаметр отверстия 0,08 мм) в 12-ный раствор роданистого натрия с температурой 8-10 С. СкоростьОистечения раствора через отверстия фильеры 9 м/мин. После выхода из 30 осадительной ванны волокно подвергают 8-кратной вытяжке в паре, промывают, обрабатывают авиважным и антистатическим препаратами, термостабилизируют, сушат. Получают 35 1.10 г волокна. П р и м е р 2. Берут 2 кг реакционной смеси (рН смеси 5-6) следующего состава, мас.:Мономеры (акрилонитрил-метиловыйэфир акриловойкислоты:итаконоваякислота = 92,3:6,1:;1,6)Двуокись тиомочевины 0,3ИзопропиловыйспиртАзобисизобутиронитрил61,5-ный растворроданистого натрия 78, 4. Делят на дне равные части, Затеьв первую часть весом 1 кг вводятмодифицирующую добавку весом 52,7 гследующего состава, мас:Оксиэтилиронанныйзамещенный амин:1,6Двуокись тиомочениныИзопропиловыйспирт 0,950Азобисизобутиронитрил 0,284Модифицирующая добавка 5,051,5-ный раствор роданистого натрия 74,482Затем смеси (с модифицирующЕй добавкой и без нее) прогревают при 80 ОС в течение 2 ч в реакторе непрерывного действия, где происходит процесс полимеризации. Далее иэ полученных растворов удаляют непрореагировавшие мономеры обычным методом. Получают 972 г раствора с модифицирующей добавкой и 920 г раствора без модифицирующей добавкй.Далее проводят нсе операции аналогично примеру 1. Получают 110 г волокна.Пример 3. Берут 2 кг 51,5-ного раствора роданистого натрия, Делят на две равные части и н одну из них вводят 38,4 г модифицирующей добавки следующего состава, мас,:Оксиэтилиронанныйзамещенный амин:5,6:1,4) 60,7После введения модифицирующей добавки 51,5-ный раствор роданистого 15 натрия имеет состав, мас.:Модифицирующаядобавка 3,751,5-ный растворроданистого натрия 96,320Обе части раствора (с модифицирующей добавкой и без нее) используют для приготовления реакционных смесей.Состав реакционной смеси без модифицирующей добавки, мас.;Мономеры (акрилонитрил.метиловыйэфир акриловойкислоты;итаконоваякислота = 93:5,6:1,4)Двуокись тиомочевиныИзопропиловый спиртАзобисизобутиронитрил 0,151,5-ный раствор 35роданистого натрия 81,3Состав реакционной смеси с модифицирующей добавкой, мас,:Мономеры (акрилонитрил:метиловый эфир 40акриловой кислоты::итаконовая кислота93:5,6:1,4) 18Двуокись тиомочевины 0,1Изопропиловыйспирт 0,5Азобисизобутиронитрил51,5-ный растворроданистого натрия,содержащий модифицирующую добавку 81,3Затем смеси с модифицирующей до- бавкой и без нее прогревают при 80 ВС в течение 2 ч в реакторе непрерывного действия, где происходит процесс полимеризации. Далее из полученных растворов удаляют непрореагировавшие мономеры обычным методом Получают по 940 г раствора. 6 ОДалее проводят все операции аналогично примерам 1 и 2, Получают 110 г волокна.П р и м е р 4. Берут 2 кг 51,5-ного раствора роданистого 6520 Состав. реакционной смесй модицифирующей добавки, масМономеры (акрилонитрил;метиловыйэфир акриловой кислоты:итаконовая кислота = 93:5,6:1,4)Двуокись тиомочевиныИзопропиловый спиртАэобисизобутиронитрил51,5-ный растворроданистого натрияСостав реакционной смеси Фицирующей добавкой, мас.;Мономеры (акрилонитрил:метиловыйэфир акриловойкислоты:итаконоваякислота = 93:5,6:1,4)Двуокись тиомочевиныИзопропиловый спиртАзобисизобутиронитрил515-ный растворроданистого натрия,содержащий модифицирующую добавку без,: 20 0,3 1,0 0,3 78,4 с моди 20 0,3 1,0 0,3 78,4 натрия, Делят на две равные части и в одну из них вводят 68 г модифицирующей,цобавки состава, мас.:Оксиэтилированныйзамещенный амин 10оксамин Л 4 )ХС,М(С П О)где х = 8; у = 7Цианэтилсульфонат 20Сульфоуксуснокислый натрийДиоксипропилсульФокислый натрий 10Ниэкомолекулярныйсополимер акрилонитрила, метиловогоэфира акриловой кислоты, итаконовойкислоты с молекулярным весом 5000 (акрилонитрил:метиловыйэфир акриловой кислоты:итаконовая кислота = 93:5,6:1,4)После введения модифицирующей добавки 516-ный раствор роданистого натрия имеет состав, мас.:Модифицирующаядобавка 6,3851,5-ный растворроданистого натрия 93,62Обе части раствора (с модифицирующей добавкой и без нее) используют для приготовления реакционных смесей.Затем смеси (с модифицирующей добавкой и беэ нее) прогревают при 80 вС в течение 2 ч в реакторе непрерывного действия, где происходит процесс полимериэации. Далее из полученных растворов удаляют непрореаги ровавшие мономеры обычным методом.Получают по 920 г раствора, Далее проводят все операции аналогично примерам 1 - 3. Получают 110 г волокна. 10 П р и м е р 5. Берут 520 г 50-ного водного раствора роданистого натрия, добавляют 9 б г акрилонитрила, 4 г метилового эфира акриловой кислоты, 4,4 г лаурил,3- -пропилендиамина, нейтрализованного крнсталлизующейся уксусной кислотбй, и 0,3 г азобисизобутиронитрила. Всю массу перемешивают и прогревают при 80 фС в течение 2 ч. Происходит процесс полимеризации. Иэ голученного раствора удаляют непрореагировавшие мономеры обычным методом, Получают 580 г раствора. Далее проводят все операции аналогично примерам 1 - 4. Получают 60 г волокна.Физико-механические свойства волокна показаны в таблице.д о ц 1 б, х ог ц х.х а ах 2 О ВВ 1 Фощ ОХОИФй ЕЦ цо 1д о сР ЧР я.4 % о СО с Юа 2 д ихн 1 1 л доеЮ Ю х а ц а кх о а 2 д ихн К 11 ВХбх Бх АРВОеЯдЦ 2 оХВВЕОцап аеоОХОСЮХЕЦЦо ССО сР о ф е хя, хны 2 н 62 ДДХ хФОФ цаО яд охово е ц ца оя д о еФа ммсО х а ц о, хаас а 2 д Ю с м (ч ГЧ 4 ф с х 1 н 1 Я 11 ВЕх БЦВО 1ео рц 2 оХБ ЬВИОЦООО В ООХ З 1 РЕИЕ ." Ц.о1 Ю М %-1 Ф о 11 к11 аФ осФм а,. х1 вх 2 г-,х Ц,4 дФандокРог д ФцаОюдохооаицц о о с 3 Р) с о с с ЧЭЩ 1 Д х н х о б еа х хох Фдо Иоцо х х х х до х Ф В 1 4 х Ц о о д д н о ох ов х н а 1 3 11 й до в цеа х аа ка о а 2 д схн1е о а 2 д ихн 1 и доеЮ О ц а кхо а 2 д гахн фхф 1 ео 2. хОхфн 9 дои ца 1 О б Д охоаа ихц о 11 1 н 1 О 1 Х 1 п 1 Х 1 Х 1 В 1 Х 1 ХЦ%цо юе цоц хход хеед цапаюееахо нх еоФЙ 1 хдбдххо о 2 х 2 Фхх о ад ан5хд д,о нюаео". хо ас а 1 Ф1 б Ф.О Ю хххх д х х цхцо втоц н х о хдед о 2 х о ало хяйю а о оа хОФб дда 2н ааххах яе х б ФхххаИ Фххахееоаеах цйхдазах 11ы х В х аеало х оиххххх ханцю д дхехоцдхцад хе-Фннвсоюдадх еохн ахцоне хохх 2 хххдохц оа цхиоцнон хоююхацкоИв ехиоеооаюоци,оводедхаца1024534 Кроме того, за счет введения моднФицирующей добавки в реакционную 25 смесь перед ее полимеризацией достигается более равномерное распределение поверхностно-активного вещества в молекулах сополимера, что также улучшает. Физико-механические ЗП свойства волокна. Составитель И, ДевнинаЗаказ 4343/26 Тираж 461 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП."Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 Аналогичные результаты по прядомости и Физико-механических свойств волокна получены, когда в качестве оксиэтилированного замещенного амина, кроме оксамина Л"15, использовались: пропамин К- полиокси этиленгликолевое производное-2- -этилгексилохсипропиламина(СН О)Нгде х = 5; у = 10. Таким образом, сведение в реакционную смесь всех перечисленных компонентов в указанной последовательности обуславливает повышение прядомости получаемого прядильного раствора, увеличение степени растяжения Формующегося волокна в осади- тельной ванне. Это связано с изменением эластических свойств прядйлЬ ного раствора и уменьшением его по" верхностного натяжения в 1,2-1,5 раза. Введение в 515%-ный раствор роданистого натрия, который используется для приготовления реакционной смеси, всех перечисленных компонен-. тов в указанной последовательности таким же образом вызывает улучшение перечисленных Физико - механических свойств волокна.