Способ получения волокон и пленокна ochobe целлюлозы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советскик

Социалистичвския

Республик

< >797596 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлеио15.07.77 (21)2503806/05 (23) Приоритет — (32) 16. 07. 76 (31) 76 2 20 32 (33) Франция

Р1) М. Кл.

D 01 F 2/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 1501,81,Бюллетень Йо .2 (53) УДК 677. 46 (088.8) Дата опубликования описания 1701,81 иностранец

Анри Радье (Франция) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

"Рон-Пуленк-Текстиль" (ф анци ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКОН И ПЛЕНОК

HA ОСНОВЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к облас-. ти технологии производства формованных .изделий - волокон и пленок на основе целлюлозы.

Известен способ получения волокнистого материала формованием раство-. ра целлюлозы в водной смеси диметилсульфоксида(ДМСО)с параформальдегидом в метанольную осадительную ванну.

Концентрация целлюлозы в растворе ,1-за (11 .

Однако способ не может быть использован в провеаалениости ввиду ис- 15 пользования .Иеконцентрированных прядильных растворов, что приводит к получению волокон с низкими физикомеханическими свойствами.

Цель изобретения - .Улучшение тех- 2Q нологии процесса .и свойств еформованных иэделий.

Поставленная цель достигается формованием 7-10%-ного раствора целлюлозы в водной смеси ДМСО с параформ- 25 альдегидом при отношении параформ. альдегида к целлюлозе 0,2-1,37 в осапительную ванну, представляющую вод- . ный 23,8-47 вес.Ъ раствор ДМСО, содержащий 0,17-5,3% МНв от веса раст- 30 вора в виде гидроОкиси аммония или аммиачных солей.

Для введения в осадительную ванну аммиака могут быть использованы аммиачные соли карбонатов, сульфатов, хлоридов и т.д. количество соли определяют в пересчете на аммиак. В этом случае (кроме использования карбонатов) ванну следует нейтрализо вать. Температура осадительной ванны может быть любой и определяется -технологически.

После выхода из осадительной ван- ны нити подвергаются вытяжке. Перед вытяжкой мажет быть проведена промывка нити. Вытяжка может быть многократной, может производится на воздухе или в кипящей воде, либо в совокупности.

II р и м е р 1 ° 80 г сульфатной целлюлозы для вискозы с СП 450 при

6%-ной влажности высушивают, затем вводят в 1000 смт ДМСО(500 ч йа миллион иоды), содержащие 94 г 96%-ного парафармальдегида(отношение формальдегида/целлюлоза 1,20). Температура смеси доводится до 130ОC за один час при медленном перемешивании,затем вы- держивается при 130 С в течение 3 ч

797596

3S.Номер, дтекса

Удельная крепость в .кондиционном состоянии, г/текс

3,5

21,5 при перемешивании. Растворение целлюлозы, наблюдаемое,в поляризующий микроскоп, происходит полное. Вязкость раствора составляет 559 П при

20ОC. Число нерастворенных частиц (Np) составляет 90, а показатель забивания(3 ) -87.

Этот раствор подвергают экструзии при 250С сквозь фильтр с 200 отверстиями диаметром по 0,055 мм в оса-. дительную ванну при 250С, представляющую собой смесь воды/ДМСО в весовой пропорции 70:30, к которой добавляют 5 г/л аммиака.

Нити проходят 90 см в ванне, а затем извлекаются механическим присп пособлением, на котором они выполняют несколько витков ° Нити проходят две последовательные вытяжки, между различными парами цилиндров, первые на 32% в воздухе, а вторые на 20% в кипящей воде, причем окружная око- 20 рость последней пары цилиндров сос- тавляет 15 м/мин.

Затем их проьывают в воде, замасливают перед наматыванием на бобины и высушивают. 25

Нити обладают следующими характеристиками:

Номер, дтекс 3,7

Удельная крепость в кондиционном состоянии, 30 г/текс 21,7

Удлинение в кондиционном состоянии,% 11,4

Удельная крепость в мокром состоянии, г/текс 16,8

Удлинение в мокром состоянии,% .13

Пример 2. Действуют тем же раствором, что и в примере 1 при

120ОС в котором пробулькивают сухой азот при 1200С, чтобы довести от 40 ношение формальдегид/целлюлоза до ,0,25.

Раствор с вязкостью 590 П при

20ОС йр=.85 и 1 =84, экструдируется, при 30 С сквозь фильеру с 200 от- 45 верстиями диаметром по 0,055 мм и осадительную ванну при 30 С, представляющую собой смесь воды/ДМСО в весовой пропорции 70г30, к которой добавляют 1,7 г/л аммиака. 50 После прохождения 90 см в ванне нИти извлекают из нее с помощью йех нического узла, на котором они ойисывают несколько витков. Затем они вытягиваются, как в примере 1, но при 24% на воздухе и 21% в кипящей воде.

После промывания в воде, замасливания, наматывания на бобину и высушивания, нити, обладают следующими характеристиками:

3,5

13 5

Удлинение при кондиционном состоянии,% 11,8

Удельная крепость в мокром состоянии, г/текс 12

Удлинение в мокром состоянии,% 13,4

Пример 3. Действуют так же, как в примере 2, но при 300С в осадительной ванне, представляющей собой смесь воды /ДМСО в пропорции

70:30, но к которой добавляют 39 г/л аммиака.

Вытяжка на воздухе составляет 20%, тогда как вытяжка в кипящей воде

17%.

Полученные нити имеют следующие характеристики:

Номер, дтекс

Удельная крепость в кондиционированном состоянии, г/текс 21

Удлинение в кондиционированном состоянии,%

Удельная крепость в мокром состоянии, г/текс 13

Удлинение в мокром состоянии % 13,5

Пример 4. Используют тот же раствор, что и в примере 1,и экструдируют его при 30 C сквозь ту же фильеру в осадительную ванну при 30 С, о представляющую собой смесь воды/ДМСО в весовой пропорции 53:47, к которой добавляют 3,5 г/л аммиака.

Вытяжку на воздухе проводят на

23%, а вытяжку, в кипящей воде — на

15%. Окружная скорость на последней паре цилиндров составляет 14,5 м/мин.

Нити имеют следующие характеристики:

Номер, дтекс 3

Удельная крепость в кондиционированном состоянии,г/текс 20

Удлинение в кондиционированном состоянии,% . Удельная крепость в мокром состоянии, г/текс 12

Удлинение в мокром состоянии,% 15.

Пример 5. Действуют так же, как в примере 1, но экструдирование проводят сквозь фильеру с 128 отвер.стиями диаметром 0,05 мм в осадительную ванну при 35 С представляющую собой смесь воды/ДМСО в весовой пропорции 70:30 и содержащую 100 г/л полуторного карбоната аммония:(МН4 4Hy/

/C0 )Н о.

3.

ытяжку в воздухе проводят на 36%, а вытяжку в кипящей воде — на 10%.

Полученные нити имеют следующие характеристики:

Номер дтекс 2

Удельйая крепость в кондиционированном состоянии, г/текс 22

Удлинение в кондиционированном состоянии, %

797596

15

50

55 бО

Удельная крепость в мокром состоянии, г/текс 13

Удлинение в мокром состоянии, Ъ 15.

Пример 6. 80 r беленой массы

Крафта, при СП 1050 и 6% влажности высушивают, затем добавляют в

1000 см ДМСО(500 ч на миллион воды), содержащие 94 r 96% параформальдегида(отношение формальдегид/целлюлоза

1,20) .

Смесь доводят до 130©С при помешивании в течение 1 ч,затем поддерживают эту температуру в течение 3 ч все время при перемешивании.

В полученном растворе. пробулькивают поток сухого азота при 1200С вплоть до снижения отношения формальдегид/целлюлоза до 0,30.

Полученный раствор имеет вязкость

2100 П при 20 С Ир 250 и Х 87.

Раствор экструдируют при 20 С сквозь фильеру с 50 отверстиями диаметром 0,8 мм вертикально в воронку, из которой стекает сверху вниз в осадительную ванну при 170С, представляющую собой смесь воды/ДМСО в отношении 70:30, в которую добаВляют

5 г/л аммиака. Скорость прядения составляет 50 м/мин, а вертикальный проход нитей — 110 см. Затем нити переходят на механический орган, на котором они выполняют несколько витков, промываются в воде орошением при 20 С.

После замасливания и просушки нити имеют следующие характеристики:

Номер, дтекс 2,5 .Удельная крепость в кондиционированном .состоянии, г/текс 15

Удлинение в кондиционированном состоянии,Ъ

Удельная крепость в мокром состоянии, г/текс 11

Удлинение в мокром состоянии,Ъ 28

Пример 7. Раствор примера

1 выливают на стеклянную плиту и разравнивают с помощью ракли. Целлюлозу осаждают с помощью осадительной ванны при 300С, представляющей собой смесь воды/ДМСО при 40% последнего, к которой добавляют 5 г/л аммиака.

Получают прозрачную пленку, которую промывают в холодной воде при устранении растворителя, затем погружают в 23 водный раствор глицерина на 15 мин, и высушивают на плите при

500С.

Получают пленку толщиной 0,090 мм прозрачную светлую и бесцветную, имеющую вид и характеристики, близкие к виду и характеристикам целлофана.

Пример 8. 240 г сульфатной пасты для вискозы при СП 450, высу10оc в TeveHHe 12 v, до бавляют к 472 r ДМСО и 288 г пара- . формальдегида(отношение параформаль дегида/целлюлозы 1,2) . Температуру смеси доводят до 1300С в течение 1 ч при медленном помешивании, затем выдерживают при 1300С в течение 3 ч.

Растворение целлюлозы, наблюдаемое в поляриэующий микроскоп, удовлетворительное (МАЙ=150), вязкость раствора составляет 1200 П при 20 С.

Ратсвор фильтруют в холодном состоянии на никелевую сетку в 50 мк под давлением 2 кг/см.

Раствор пропускают сквозь воронку(расстояние между краями: 14/100 мм) в осадительную ванну при 23ОС,представляющую собой смесь воды/ДМСО в пропорции 70: 30, в которую добавляют 15 г/л аммиака.

После прохождения 13,5 см в ванне (время контакта 4 с)механически перемещаемый гель промывают в воде при

600С, затем в воде при комнатной температуре и высушивают на плите.

Получают прозрачную пленку толшиной 18 мк. Ее вид и характеристики близки к виду и характеристикам целлофана.

25 Потеря ширины и набухание геля меньше, чем в способе относящемся к вискозе.

Пример 9. Исходят из того же раствора, что и в примере 6.

Раствор наносят на стеклянную пластину с помощью ручного разливочного устройства, отрегулированного на толщину 200р для жидкой пленки. Затем стеклянную пластину и пленку погружают в осадительную ванну при 4 С,. представляющую собой смесь 60 ч воды, 25 ч ДМСО и 20 ч 50%-ного водного раствора NH . Оставляют в ванне на

5 мин, затем промывают пленку в течение 1 ч в потоке дистиллированной

40 воды. Получают мембрану толщиной

230 м. Исследуют ее свойства ультрафильтрации при отноСительном давлении 2 бар, с одной стороны, с помощью чистой воды, а с другой стороны, с

45 помощью раствора при 5 г бовальбумина с молекулярным весом 70000 на литр водного раствора при 9 г/л NаС 6 и подсчитывают степень отхода с этим последним раствором по формуле». первоначальная концентрация— концент ация льтрафильт ата первоначальная концентрация

X 100o/о

Полученные расходы составляют соответственно 230 л/день(м для .чистой воды и 222 л/день/м для солевого раствора бовальбумина. Степень отхода составляет 96а

Пример 10. 70 г целлюлозной массы со степенью полимеризации

1500 и влажностью 6% вводят в

1000 см диметилсульфоксида, содержащего 100 ppm воды и оставляют в течение ночи при комнатной температуре. Перегоняют часть диметилсульфоксида, чтобы .удалить воду, и под797596

Составитель Т. Мартинская

Ре акто T. Матюхина Тех е И.Асталош Ко екто Н. шв кая

Заказ 9828 82 Тираж 493 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. . 4 5 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 гоняют объем. Снижают температуру до

130оС, затем добавляют 94 r 96% параформальдегида (отношение формальдегнда/целлюлозы 1,37)при перемешивании.

Поддерживают эту температуру в течение 3 ч 30 мин при перемешивании. 5

Полученный раствор имеет вязкость

3300 П при 20 С, число нерастворенных частиц 100 .и коэффициент уплотнения 83. Этот раствор. выливается на стеклянную пластинку как в примере 7.

Получают прозрачную, чистую и бесцветную пленку.

Предложенный способ позволяет осу- . ществить быструю коагуляцию нитей и является проьыааенно применимым. Свойства волокон находятся на уровне ,свойств вискоэных волокон. формула изобретения

Способ получения волокон и пленок ° на основе целлюлозы формованием раствора целлюлозы в водной смеси днметил-сульфоксида и параформапьдегида в осадительную ванну, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения тех- . нологии процесса и свойств волокон и пленок, используют 7-10%-ный раствор целлюлозы при отношении параформальдегида к целлюлозе 0,2-1,37, а в качестве осадительной ванны используют водный 23,8-47 вес.В раствор диметилсульфоксида, содержащий 0,175,7% МН от веса раствора в виде гидроокиСи аммония или аммиачных солей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Johnson D,С.>Nicholson И.О.

Haigh F.C. YPS "Technical Paper", Series 5, 1975, прототип °