Композиция для модификации полиамидных волокон

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республ1ик 1971931 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.04.81 (21) 3285642/23-05 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М, Кл,з

D 01 F6/60

Государственный комитет

СССР

Опубликовано 07.11.82. Бюллетень № 41

Дата опубликования описания 17.11.82 (53) УДК 677.494 (088.8) ао делам изобретений и открмтий!

Л. Н. Круткова, В. П. Кабанов, В. Н. Высоцкйй, С. Н. Харьков, И. И. Подкуйко, А. Г. Батиашвили,Б. И. Гогуадзе,. .В. М. Харитонов и Б. А. Харьков " . f (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических волокон (7! ) Заявитель

5 1 КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ МОДИФИКАЦИИ ПОЛИАМИДНЫХ

ВОЛОКОН

Изобретение относится к области производства полиамидных волокон и нитей. Полиамидные волокна и нити обладают комплексом ценных свойств (высокие прочностные и усталостные характеристики, устойчивость к истиранию), по которым превосходят все известные виды многотоннажных волокон.

Однако характерные для синтетических и, в частности, полиамидных волокон повышенная электризуемость и низкая гигроскопичность значительно понижают потребительские свойства готовых изделий, что приводит к уменьшению спроса на полиамидные текстильные и текстурированные жгутовые нити.

Известно использование в качестве модификатора полиамидных волокон эфира фосфорной кислоты, который добавляют к мономеру перед полимеризацией (1).

Недостатками модификатора (эфира полиэтиленоксида и фосфорной кислоты) являются низкая гидролитическая устойчивость, в результате которой он разлагается на исходные компоненты, вымываемые из волокон при многократных водных обработках; низкая термическая устойчивость эфиров полиэтиленоксида и фосфорной кислоты, ухудшение накрашиваемости модифицированных нитей кислотными и дисперсными красителями.

Известно также использование в качестве модификатора полиамидных нитей эфира борной кислоты и полиэтиленоксида, который может быть введен как в процессе полиамидирования Е-капролактама, так и в процессе формования (2).

Основными недостатками эфиров борной кислоты и полиэтиленоксидов, затрудняющими их использование в качестве внутренних модификаторов, является невысокая термическая и гидролитическая устойчивость.

Наиболее близким к изобретению является композиция для модификации полиамидных волокон, состоящая из полиэтиленгликолевого эфира амидоборной кислоты и воды. Модификатор вводят в виде 40 — 50%-ной водной пасты или 50 — 700/0-ного раствора в Е-капролактаме (3).

Основным недостатком композиции является высокая вязкость модификатора, что вызывает неизбежные технические затруднения при выгрузке его из тары, при транспортировке и в процессе дозировки. Эти операции требуют использьования повышенных

971931 температур, вызывающих окисление продукта, и требуют установки специального оборудования. Недостаточная устойчивость водной пасты модификатора приводит к быстрому ее расслоению (1 — 2 сут) и требует применения специальных перемешивающих устройств.

Антистатическая добавка полиэтиленгликолевых эфиров амидоборной кислоты действует по механизму повышения объемной проводимости и не улучшает поверхностную проводимость нитей и волокон после многократных водных обработок.

Цель изобретения — повышение агрегативной устойчивости композиции и улучшение электрофизических свойств полиамидных волокон.

Поставленная цель достигается тем, что композиция для модификации полиамидных волокон, состоящая из полиэтиленгликолевого эфира амидоборной кислоты и воды, дополнительно содержит смесь полиэтиленгликолевых эфиров хлопкового масла или синтетических жирных кислот C>o — С20 со степенью оксиэтилирования 5 — 20 при следующем соотношении компонентов, мес.:

Полиэтиленгликолевый эфир амидоборной кислоты 45 — 55

Смесь полиэтиленгликолевых эфиров хлопкового масла или синтетических жирных кислот Cip — Czp со степенью оксиэтилирования 5--20 0,01 — 5,00

Вода Остальное.

Полиэтиленгликолевые эфиры синтетических или природных (хлопковое масло) жирных кислот со степенью оксиэтилирования менее 5,0 практически нерастворимы в воде. При увеличении степени оксиэтилирования выше 20,0 стабилизирующая способность уменьшается при одновременном повышении пенообразования, которое существенно затрудняет получение пасты антистатика и процесс получения поли-Е-капроамида с его применением.

Пример 1. В реактор загружают 54,99 г обессоленной воды и при перемешивании добавляют 0,01 кг стабилизатора (смесь полиэтиленгликолевых эфиров синтетических жирных кислот фракций Cg — С 6 со степенью оксиэтилирования 20) . Раствор нагревают до 70 — 80 С и передавливают в него из другого реактора 45,00 кг расплавленного полиэтиленгликолевого эфира амидоборной кислоты (Борамол-15). По окончании передавливания смесь перемешивают в течение 1 ч до получения однородной массы.

Устойчивость водной дисперсии ll мес.

Пример 2. Получают композицию, исполь зуя оборудование и порядок смешения компонентов аналогично примеру 1. Соотношение компонентов, кг:

49,50

Обессоленная вода

Стабилизатор (смесь полиэтиленгликолевых эфиров синтетических жирных кислот фракции С т --Czp

5 со степенью оксиэтилирования 5) 0,50

Бора мол-15 50,00

Устойчивость водной дисперсии 11 мес.

Пример 3. Получают композицию, исполь-! а зуя оборудование и порядок смешения компонентов аналогично примеру 1. Соотношение компонентов, кг:

Обессоленная вода 40,00

Стабилизатор (смесь полиэтиленгликолевых эфиров

15 кислот хлопкового масла со степенью оксиэтилирования 20) 5,00

Бора мол-15 55,0

Устойчивость водной дисперсии 12 мес.

Указанные составы характеризуются отсутствием пенообразования, не расслаиваются в течение года, пе затрудняют процессы получения поли-1=-капроамида и волокна и улучшают антистатические свойства нитей по сравнению с модификатором Бора мол-15. ((ример 4. 1400 кг Е-капролактама расплавляют при 95 С и добавляют 40 кг стабилизированной водной пасты Борамол-15 состава, приведенного в примере 1. Смесь перемешивают в течение 30 мин и полимеризируют в автоклаве по следующему режиму, ч:

Подъем температуры до

260 С и давления до 7 10 Па 4

Выдерживание реакционной смеси при 7 10 Па

Снижение давления до атмосферного 3

Дегазация расплава в токе

<О азота при атмосферном давлении и 260 С 5

Литье и гранулирование полимера 3

Гранулы полимера четырехкратно экстрагируют дистиллированной водой при соотношении полимер — вода 1:2, температуре

95 + 5 С и высушивают при остаточном давлении 2.10 Па и 125 С до влажности 0,05 /ц.

Формование нити проводят на прядильной машине с плавильными решетками, обогреваемыми дифенильной смесью, по следующему режиму:

Температура решетки, С 290

Температура прядильной головки, С 275

ss Температура расплава, вытекающего из фильеры, С 265

Фильера на 70 отверстий, мм 0,5

971931

Степень вла."о- у„-,ель ное поплоше- пов рхно тние, ". ное: лектросоиротивление, Ом

Удел) нос ! пс верхнс ..— тное влек тросопротивлснис иосспе

2 5 — к р а т и 1i . стирки, Ом

Растяжимост. удлинение при разрыве, модификатор ЛинейОткло— компакт ! ности, сц/м ная нения линейплотной ность тек с плотности от номинала

Водная паста Борамола-15 (5 мас.Ъ) 4.) 10"

1.8 )Ои

33,8 9,2 а,2

332х2 — 5. 4 27,5

Стабилиэированная водная паста

Борамола-15 (5 мас. -. ) 4,2." 0 ,,1 )Ои

33,1 10,8 5, 3 — 3 5 27,7

332х2

400

150 — 5!

Время нахождения полимера в расплавленном состоянии, мин 40

Нить охлаждают в обдувочной и сопроводительной шахтах воздухом, наносят водную эмульсию замасливателя и наматывают на бобину со скоростью 500 м/мин.

Пример 5. К 1200 кг жидкого капролактама добавляют 120 кг стабилизированной водной пасты, состав которой приведен в примере 3. Смесь перемешивают в течение 30 мин и добавляют регулятор молекулярной массы (бензойная кислота) в количестве 3,2 кг. Реакционную массу перемешивают в течение 10 мин, фильтруют на свечевом фильтре и передавливают в промежуточную емкость, откуда дозирующими насосами непрерывно подают в полимеризационный аппарат со скоростью 24 кг/ч.

Полиамидирование проводят при 270 С в течение 24 ч. Полученный расплав формуют в ванну с водой и гранулируют.

Гранулят полиамида экстрагируют обессоленной водой в течение 10 ч при 95 С и высушивают под вакуумом в течение 18 ч до остаточной влажности 0,05 мас. %. Сухой гранулят с относительной вязкостью 2,34 формуют на прядильной машине с плавильными решетками при 255 С. Струйки расплава охлаждают поперечным потоком воздуха и полученную нить наматывают на

Сформованную нить вытягивают и тскстурируют на однопроцессной машине ОВ(500-И со скоростью 700 м/мин при температуре в термокамсре 160 С.

Физико-механические и электрофизические показатели нити приведены в табл. 1 в сравнении с показателями нити, содержащей равнозначное количество Борамо1a15. бобину со скоростью 510 м/мин. Сформированную нить вытягивают и гофрируют на машине ОВ Г-500- И по следующему режиму:

Общая кратность вытягивания 1:3,65

Скорость вытягивания, м/мин

Температура вытягивания, С 120 — 5

Температура термокамеры, С

Масса шаров, создающих противодавление, г 200

Масса дополнительных грхзов

Давление сжатого воздуха при пневмосоединении нитей, Па 4,0 — 4,5-10ь

Физико-механические показатели, накрашиваемость и электрофизические свойства

5р нитей, полученных с добавкой стабилизированной и нестабилизированной дисперсии

Борамола-15, приведены в табл. 2.

971931

I

1

I ! I

I

Х

0»Х

E X0uZ

»б » Цо

Q O,0 0оо

Хюм

0 !»Х

Ow 0

И Г"! Z Х

Х

Ц

0 х

Ю

1» — (!

1»О

1 с

1».Г)

I о

Ю

% 1

I с-1 1 с I

Ю I

QO I

I

l и

Х

5 0

0 Е

О сс

»б !б 4 . Х Д

i

I с —

l

I А

М (»

Гб Оою ц о

Ш Х

»-»

I с

I—

1

I

1

I—

1

1

О1. 1

1 с с 1 ::! — l — »-» 1

I! с

l "»

1 g Е»

0 K 0 о»0

»б К 0

1 I

Е 1

Х 0 I

0 1

Х 9 0 1

»Ю

Г»

I и I

d! Z K

S 0

1

I

1 Ш

Х Х

ЦО С4

Х И с

I Ю

0) Щ оЮ

»б д

О. 0Г

I

I

I

I

1 Х (-»

0 0

Ц 0

Q 1

0Ц0

Ц Х

ХО К

И О) О Х Х!

»б о»о

Х

Ж Я с

Х

Г с

C) 1

Г 1 с

ГЧ

»4

0 х а

>Ж X 0 б! 1-» Х

Х 0 6

Ц (-»

1

1

1

l ! ! — — -»

I

1

1

I

I !

Г! х

Ю

»Л

СЧ

Г 1 х

Ю

».Г»

Г 4

1

l ! 1

ГЧ I

»б

Ж I

Ц 1

IQ!

»б 1

1

» -» о

ОЕАР

Хо

Х %-»

Q, Qn

З Ц !!

Д Ш»

0 Ы

И

Ж D,ao

0 Иж

Х Om ,а о и

О) О)

Цои

,,ХО

0

Ц

Е

И

Е»

I

1

1

1

I

»б

0

Ц

Е,Cd pro

C4 °

0 0

1» 0

» б

Я

1-»

О»Г»

»б Е

И

»л Е»

»б I Е»

Х»d 0

ЦЦО»

O O i

Р1

К ф

Х

»б !

Ц»d

0 Нп

Д,uw

Ж»б 1 ! г> Д»»d »,o

Ж

Ц Х 0 0 ж бЕ

»0Х!бЕ

»б Ц0

0 0»Г»

0 Rl Kl

971931

Формула изобретения

Составитель И. Девнина

Редактор О. Колесникова Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 7651/12 Тираж 465 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом согласно изобретению ком позиция для модификации полиамидных волокон обладает повышенной агрегативной устойчивостью (до 1 года), модифицирование волокна обладает улучшенными электрофизическими свойствами.

Композиция для модификации полиамидных волокон, состоящая из полиэтиленгликолевого эфира амидоборной кислоты и воды, отличающаяся тем, что, с целью повышения агрегативной устойчивости композиции и улучшения электрофизических свойств волокон, она дополнительно содержит смесь полиэтиленгликолевых эфиров хлопкового масла или синтетических жирных кислот

С1о — С2б со степенью оксиэтилирования 5—

20 при следующем соотношении компонентов, мас. о/о.

Полиэтиленгликолевый эфир амидоборной кислоты 45 — 55

Смесь полнэтиленгликолевых эфиров хлопкового масла или синтетических жирных кислот С1о — С2о со степенью оксиэтилирования 5 — 20 0,01 — 5,00

Вода Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Патент США № 3658766, кл. 260 — 78, опублик. 1975.

2. Заявка ФРГ ¹ 2251940, кл. D 01 F 6/90, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2651905/23-05, кл. D 01 F 6/60, 1978 (прототип).