Способ получения термо- и светостабилизированного поликапроамида

 

Термо- и светостабилизированный поликапроамид получают полимеризацией капролактама в присутствии 1,2,3-бензотриазолята меди формулы I в количестве 0,005 - 0,1% от массы мономера и ингибитора осаждения меди - МgСl₂·6Н₂О или А1С1₃·6Н₂О в количестве 0,012-0,1% от массы мономера. Изобретение позволяет повысить термо- и светостойкость нитей из стабилизированного поликапроамида. 2 табл.

Изобретение относится к производству поликапроамидных волокон и может быть использовано для стабилизации кордных, жгутовых и технических нитей.

Известен способ получения термо- и светостабилизированного поликапроамида путем полимеризации капролактама в присутствии стабилизатора - медного комплекса орто-фталевой кислоты с этилендиамином (МКС-21), взятом в количестве 0.005 - 0.5% от массы мономера и ингибитора осаждения меди - йодистого калия или хлористого магния, взятого в количестве 0.05 - 0.1% от массы мономера [SU 1525175].

Недостатком указанного способа является низкая растворимость МКС-21 в капролактаме, а как следствие невозможность получения полимерного концентрата, а также невысокая температура начала разложения (240^oC).

Задачей настоящего технического решения является повышение термо- и светостойкости нитей, а также усталостной прочности нитей из стабилизированного поликапроамида.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения термо- и светостабилизированного поликапроамида путем полимеризации капролактама в присутствии стабилизатора - органического медного комплекса и ингибитора осаждения меди - в качестве органического медного комплекса используют 1.2.3-бензотриазолят меди формулы в количестве 0.005-0.1% от массы мономера, а в качестве ингибитора осаждения меди используют MgCl₂· 6H₂O или AlCl₃· 6H₂O в количестве 0.012-0.1% от массы мономера.

Пример 1. Способ термо-светостабилизации поликапроамида путем введения стабилизатора в полимер перед началом полимеризации.

В этом случае не требуется предварительного получения комплекса, последний получается in situ из готовых компонентов - хлорида меди и 1,2,3-бензотриазола. Для предотвращения выделения элементарной меди в процессе полимеризации и вакуумирования поликапроамида дополнительно вводится магний хлористый или алюминий хлористый. В бак-мешалку для приготовления реакционной смеси загружается расплав капролактама с температурой 90^oC, добавляется регулятор молекулярной массы (бензойная кислота), вводится 1,2,3- бензотриазол в количестве 0.0155% от массы капролактама, после чего смесь перемешивается в течение 30 минут. Затем в 3-х литрах дистиллированной воды, взятой из объема, необходимого в качестве активатора, растворяют CuCl₂ · 2H₂O в количестве 0.01% от массы капролактама и MgCl₂ · 6H₂O или AlCl₃ · 6H₂O в количестве 0.05% от массы капролактама. При данной дозировке достигается концентрация стабилизатора 0.02%. Приготовленный раствор добавляется в реакционную смесь, после чего вводится оставшийся объем воды. Смесь перемешивается в течение 30 минут, после чего подвергается полимеризации, вакуумированию, далее процесс идет согласно регламенту. В результате получается волокно линейной плотности 1870 дтекс с прочностью 71 мН/дтекс и удлинением 14.5%. После выдержки 2 часа при 200^oC прочность уменьшается до 92% от начальной, удлинение уменьшается до 11.2%. После экспозиции люминесцентной лампой дневного света (ЛДЦ-30) в течение 750 часов прочность уменьшается до 88% от первоначальной, удлинение уменьшается до 12.0%. В случае нестабилизированного волокна прочность уменьшается при термообработке почти до нуля (нить "сгорает") и при фотообработке до 11% от первоначального значения.

Пример 2. Способ термо-светостабилизации поликапроамида с использованием полимерного концентрата стабилизатора.

Так как стабилизатор не оказывает существенного влияния на вязкость и прочие реологические характеристики поликапроамида, его можно вводить в полимер, в том числе с пигментом необходимого цвета для получения полимерного концентрата, в количестве до 1.0% от массы полимера. Например, смесь гранулята ПА-6 со стабилизатором в количестве 1.0% от массы полиамида перерабатывается на двухчервячном экструдере. Полученный гранулят-концентрат с относительной вязкостью 2.4-2.6 вводится в полимер в количестве 0.5-10.0% от массы полимера, что соответствует содержанию стабилизатора в конечном продукте 0.005-0.1%. Возможен и другой способ: в бак-мешалку загружается расплав капролактама, стабилизатор, пигмент и перемешивается в течение 1-3 ч; далее смесь передается в дополимеризатор, где смешивается с соотношении 1:1 (по объему) с водно-олигомерной массой. Через 5-8 ч полимеризации при температуре 230-250^oC получается полимерный концентрат с содержанием пигмента до 15% и стабилизатора до 1.0%. Вязкость, содержание НМС, показатель текучести расплава полимерного концентрата с добавкой стабилизатора практически не отличается от показателей концентрата без стабилизатора.

Поскольку предлагаемый стабилизатор выполняет 2 функции: термо- и светостабилизатора, данные пределы диктуются требованиями, предъявляемыми нашими потребителями по термо- и светостойкости полиамидных волокон и инженерных пластиков на основе полиамида-6. Свойства предлагаемого термо-светостабилизатора приведены в таблице 1.

Сравнительные результаты испытаний стабилизаторов Н-1 (пространственно затрудненный амин-2,2(фениламинофенокси)диэтиловый эфир), МКС-21 и 1,2,3-бензотриазолята меди приведены в таблице 2.

Формула изобретения

Способ получения термо- и светостабилизированного поликапроамида путем полимеризации капролактама в присутствии стабилизатора - органического медного комплекса и ингибитора осаждения меди, отличающийся тем, что в качестве органического медного комплекса используют 1,2,3-бензотриазолят меди II формулы в количестве 0,005 - 0,1% от массы мономера, а в качестве ингибитора осаждения меди MgCl₂·6H₂O или АlСl₃·6H₂O в количестве 0,012 - 0,1% от массы мономера.

РИСУНКИ

Рисунок 1