Способ получения волокон

 

Использование: химическая промышленность , производство шинного корда. Сущность изобретения: раствор смеси поли-п-фенилентерефталамида с 2.5-25 мас.% сополиамида, n-фенилендиамина, терефталевой кислоты и третьего мономера, с содержанием нафталиновых звеньев равным 2,1-10 мол.%, в серной кислоте формуют через воздушную прослойку в коагуляцией ную ванну. Волокно промывают и сушат. Третий мономер выбирают из группы: 1,5- 2,6-нафталиндиамин: 1,5-2,6-нафталиндикарбоновая кислота. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s D 01 F 6/90

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) т С

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

2 с

Ф. сО (21) 4202555/05 (22) 05.05.87 (31) 8601159 (32) 06.05л86 (33) NL (46) 15.12.92. Бюл. М 46 (71) Акцо Н.В. (NL) (72) Хендрик Матман, Бернардус Мария Кундерс и Францискус Антониус Мари Схенкелс (М ) (56) Патент США М 4320081, кл. 264-184, опубл. 1982.

Патент Великобритании М 2160878, кл.

С 08 L 77/06; опублик. 1986.

Изобретение относится к технологии получения химических волокон, в частности; к получению волокон из смеси ароматических полиамидов, и может быть использовано для получения шинного корда.

Известен способ получения волокон из полипарафенилентерефталамида формован ием по сухомокрому способу из 15-30%-ного раствора поли-и-фенилентерефталамида в серной кислоте.

Волокна имеют недостаточно высокие прочностные показатели.

Наиболее близким изобретению является способ получения волокон формованием раствора смеси поли-и-фенилентерефталамида и другого ароматического сополиамида с регулярным распределением ароматических и алифатических звеньев;в концентрированной серной кислоте через воздушную прослойку в коагуляционную ванну. Полученное волокно промывают и сушат.. Ж,» 1782253 АЗ (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКОН (57) Использование: химическая промышленность, производство шинного корда.

Сущность изобретения: раствор смеси поли-и-фенилентерефталамида с 2,5-25 мас.% сополиамида, п-фенилендиамина, терефталевой кислоты и третьего мономера, с содержанием нафталиновых звеньев равным

2.1-10 молл%, в серной кислоте формуют через воздушную прослойку в коагуляционную ванну. Волокно промывают и сушат.

Третий мономер выбирают из группы: 1,52,6-нафталиндиамин: 1;5-2,6-нафталиндикарбоновая кислота. 4 табл. л

Однако полученные волокна также об- Я ладают недостаточно высокими прочностными показателями.

Данные по пределу прочности на разрыв сформованного волокна определяют согласно стандарту ASTM-2101 при прове- ()() дении испытаний на предел прочности на разрыв на отдельных нитях с помощью измерителя прочности на разрыв tnstron. Ноыинальнаядлинаобрааца составляет0,10м, а скорость растяжения 0,01 м/мин. Нити, 44 предварительно выдерживают при 20 0 и при относительной влажности 65%. Средний результат по 10 испытаниям нитей на предел прочности на разрыв был подсчитан.

Таким образом, были определены следующие свойства волокон: предел прочности на разрыв: 168,0 сН/текс, относительное удлинение: 3,52%

Цель изобретения — повышение прочности волокон.

Цель достигается тем, что волокно формуют через воздушную прослойку в коагуля1782253 ционную осадительную ванну из раствора смеси поли-и-фенилентерефталамида и сополиамида и п-фенилендиамина, терефталевой кислоты и третьего мономера, выбранного из группы: 1,5-; 2,6-нафталиндиамин; 1,5-2,6-нафталиндикарбоновая кислота, с содержанием нафталиновых звеньев, равным 2,1-10 мол. . Указанный сополиамид вводят в исходную смесь в количестве 2,5-2.5 мас. .

Пример. Получение ПФТФ (поли-ифенилентерефталамида).

Получают ПФТФ в смеси с й-метилпирролидоном и хлоридом кальция при содержании хлорида кальция 9,5 мас. в пересчете на всю реакционную массу. Отношение мономернйх и-фенилендиамина и терефталоилдихлорида составляет 0,997, а их общая концентрация составляет 13 мас. в пересчете на общую реакционную массу. После нейтрализации, промывания и высушивания получен полимер с характерной вязкостью 5,4.

Получение сополиамида со звеньями

2;6-нафталина.

Для получения сополиамида использована вышеприведенная методика в реакторе на 1 л в среде 470 г N-метил пирролидона и 55 г хлорида кальция, И в этом случае концентрация мономера составляет примерно 13 мас.%, при этом используют 27,36

r и-фенилендиамина и в зависимости от целевого содержания нафталина 1,33-46 r хлорангидрида нафталин — 2,6-дикарбоновой кислоты и 47,73-50,41 r терефталоилдихлорида, Время реакции 30 минут, температура реакции примерно 50 -С. В результате получен полимерный продукт с характерной вязкостью 4,8 (при нижнем значении содержания нафталина) и 6 (при самом высоком значении содержания нафталина).

Получение сополиамида со звеньями

1,5-нафталина.

Сополиамид приготовлен в среде 495 г

N-метилпирролидона и 45 г хлорида кальция. После растворения в указанной среде

25;16 г и-фенилен диамина и 1,998 г нафталин-1,5-диамина при температуре примерно в 20 С начинают реакцию с добавлением

4Q,74 г терефталоилдихлорида. Время реакции примерно пятнадцать минут, и в результате получают полимерный продукт с относительной вязкостью 3,31.

Получение прядильного раствора:

В качестве растворителя используют концентрированную серную кислоту силой

99,8%. Раствор получают путем смешивания 495 r полимера с 2005 г твердой охлажденной серной кислоты.

Прядение.

Из раствора полимера с примерным содержанием полимера 19,8 прядут волокно по воздушному способу по существу так, как описано в известном примере через фильеру с 50 отверстиями, каждое из которых имеет диаметр 75,и м. Температура прядения примерно 80 С, скорость намотки 180 мl мин и температура в коагуляционной ванне 14 С, В коагуляционной ванне образую10 щиеся нити пропускают через кольцо диаметром 10 мм и направляют через керамическую шпильку. Полученные нити наматывают с приложенным натяжением или без него, промывают при 14 С водой, нейтрали15 зуют при 60 С в 1%-ном (мас) растворе карбоната натрия, после чего промывают при 60 С водой. Затем нити сушат на воздухе.

Испытание прочностных свойств нитей.

Прочностные данные получены в соответствии с ASTM-02101 проведением прочностных испытаний на отдельных нитях с помощью прочностномера типа Инстрон.

Номинальная замеряемая длина составляла

0,1 м, скорость натяжения составляла 0,01 м/мин. Нити предварительно выдерживают при 20 С и относительной влажности 65%.

Для каждого типа нитей подсчитывают средний результат для прочностных испытаний 10 нитей.

Результаты испытаний; полученные для различных полимерных смесей изобретения, суммированы в таблицах.

Опыты в таблицах, отмеченные как стандартные. относятся к контрольным испытаниям, проведенным с гомополиамидом

ПФТФ, Разница в значениях величин прочностина разрыв для различных стандартов представляет собой серу, до которой различные загрузки гомополиамида отмыты от примесей. Операция промывки может включать до двадцати или более циклов,c использованием от умеренного до большого количества воды при комнатной или повышен ной температуре.

Mon.% нафталина указывает на число молей нафталиновых звеньев на 100 молей всех образованных в сонолиамиде кислотами или аминами звеньев. Так, 2,1 мол.% соответствует 1,6" вес.% звеньев в сополиамиде. В табл,1, 2, 3 нафталиновые звенья происходят из хлорангидрида нафталин2,6-дикарбоновой кислоты, а в табл,4 эти звенья возникают при использовании для получения сополиамида нафталин-1,5-диамина.

Натяжение в сН/dTex указывает на натяжение, приложенное к нити во влажном состоянии перед ее намоткой. Модуль упру1782253

Формула изобретения

Способ получения волокон формованием раствора смеси поли-и-фенилентерефтала мида и другого ароматического

5 полиамида в серной кислоте через воздушную прослойку в коагуляционную ванну, промывкой и сушкой, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью повышения прочности волокон, в качестве другого ароматического

10 полиамида используют сополиамид и-фенилендиамина, терефталевой кислоты и третьего мономера, выбранного из группы:

1,5-2,6-нафталиндиамин 1,5-2,6-нафталиндикарбоновая кислота, с содержанием нафталиновых звеньев 2,1-10 мол.f, причем указанный сополиамид вводят в исходную смесь в количестве 2,5-25 мас. ..Табли 8а 1

Натяжение ° Нол.y»p., Пр. ма Упл., а

cH/dTex гпа разрыв, сН/Тех гости измеряют согласно А$ТМ-D885 для определения модуля упругости в гигапаскалях.

Значения прочности на разрыв и модуля упругости ясно указывают на их рост в присутствии сополиамида при увеличении содержания нафталиновых звеньев, а также при увеличении натяжения перед намоткой.

Наиболее высокие единичные значения прочности на разрыв были получены в экспериментальных сериях 22-24 при натяжении 0;2 сН/Тех и равнялись 365 сН/Тех.

Перевод этоrî значения в граммы на денье при номинальной замеряемой длине в 2,5 см дает значение прочности на разрыв в 45 г/денье.

Опыт

Титр, - d Tex мас.3 s мол.а иафсмеси талине

2,22

195 3,2

204 3,6

1,0 о (стандарт)

5 2,1

1,6 (мас)

5 2>1

5 4 2

5 4,2

5 1О

5 10

10 10

10 10

2,29

221 3,3

214 3 9 гг8 3,6

213 2,9

233 2,5

240 3 5

239 2,7

Т а б л и ц а 2

87

6Э

8Э

104

93

130

1,6

О

1,6

1,,6

3,2

1;6

3,2

2,41

2,25

2,27

1,83

1,85

2,30

2,28

Улл., а

Сополиамид

Опыт

Титр, d тЫ

Натяжение, cHId Tex

Мол.упр г Па

Пр.иа сН/Тех мас,а в мол.г смеси нафталина г,г4 О

10 0 (станларт)

5 7,2

5 7, 2

5 7,г

z30 4,г

2,28 О 237 3,9

2,29 1,8 247 . 3,3

2,08 3,2 264 3,1

Та бли из 3

Мол.ур.> Пр. иа гПа разрыв, cH/Тех

Сополиамид

Опыт

Натяжеиие

cH/dfex

Титр

dTex

У>">л. > мас а а мол а смеси наФталина

14 О

2,14

1,6

238 3,4

128

2,05 3,2

252 3,0

О

1,6

3,2

О

1;6

3>2

О

1,6

3,2

О

1,6

3,2 .о

1,6

3,z

1 > 6 (стандарт)

15 О (стандарт)

16 1,25 7,5

17 1 25 7,5

18 1,25 7,5

19 2,5 7,5

20 2,5 7,5

21 2,5 7,5

22 5 .7,5

23 5 7 5

24 5 75

25 10 7,5

26 10

27 1О 7>5

28 25 7,5

29 25 7,5 .

30, 25 7 5

31 100, 7,5

32 100 7,5

2,34

2,36

2,21

1,96

2,04

1,92

2,03

2,02 .1,,83

2,22 г,г4

2,35

2,31

2,25

2,г8

2,04

1,92

8z

ЭО

1г1

72

11Э

86

117

74

101

103

54

»о

68

114

z41 3,7

241 3,5

254 3,1

243 3,9

246 3,5

255 3,1

257 4,2

269 3,8

267 3,2

244 3,9

245 3,3

246 3,2

248 4,4 .

242 . 3,5

249 3,3

227 4,1

246 3,4

10.

1782253

Т а б л и ц а 4

Удл., Натяжение, сН/пТех

Мол.упр., Пр. на

rfla . разрыв, сН/Тех

Титр, ЙТех

Сополиамид

Опыт мас.Ф в мол.Ф смеси нафталина

58 216

3,8

2,26

1,6 78 225

3,2 113 219

3,5

2,30

2,34

2,9

2 29 0» 49 229

2. 26 1,6 ., 80 -,, 242

2,19 3,2 . 16 .: 240 в в е

4,2

3,8

3;1

° ееееее

Редактор

Заказ 4288 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.. Ужгород,.ул.Гагарина, 101

33 (стандарт )

34 0 (стандарт)

35 0 (стандарт)

36 5 5

37 5 5

38 5 5

Составитель И.Девнина

Техред М.Моргентал Корректор С,Пекарь"