Раствор для формования гидратцеллюлозных волокон

Авторы патента:

САМОЙЛОВ ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ

ПЕТРОВА ТАТЬЯНА ВАСИЛЬЕВНА

СУРНИНА ЗОЯ АЛЕКСЕЕВНА

РОГОВИН ЗАХАР АЛЕКСАНДРОВИЧ

ПАКШВЕР АЛЕКСАНДР БЕРНАРДОВИЧ

СОКОЛОВСКИЙ БОРИС МАТВЕЕВИЧ

БАКШЕЕВ ИГОРЬ ПЕТРОВИЧ

БЫКОВА ГАЛИНА СЕРГЕЕВНА

ЛЕШЕВА АЛЛА НИКОЛАЕВНА

НАЗАРЬИНА ЛЮДМИЛА АНАТОЛЬЕВНА

ГАЛЬБРАЙХ ЛЕОНИД СЕМЕНОВИЧ

МОГИЛЕВСКИЙ ЕВСЕЙ МОИСЕЕВИЧ

РАСТВОР ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ГИДРАТЦЕЛЛШОЗНЫХ ЮЛОКОН, Содержащий о1-целлюлозу, медь, аммиак и воду, отличающийся тем, что, с целью получения волокон с повышенной устойчивостью к многократным изгибам и повышения экономичности процесса формования, раствор содержит с(-целлюлозу со степенью полимеризации 280350 при следу ощем соотношении компонентов , мас.%: оС-Целлюлоза 13,5-15,0 Медь5,5-6,0 Аммиак8,1 - 9,0 ВодаОстальное

, РФ, фф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2977637/23-05 (22) 28.08.80 (46) 15.10.83., Бюл. 9 38 (72) В.И.Самойлов, Т,В.Петрова, З.А,Сурнина, З.A.Роговин, А.Б.Пакшвер, Б.М,Соколовский, И.П.Бакшеев, Г.С.Быкова, A.Н.Лешева, Л.A.Íàýàðüèна, Л.С.Гальбрайх и Е.М.Могилевский (53) 677.462(088.8) (5G) 1, Авторское свидетельство СССР

Р 914663 кл. D 01 F 2/04, 1979 (прототип).

3(51) С 08 1 1/08; D 01 Г 2/04 (54} (57) РАСТВОР ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ГИДРАТЦЕЛЛЮЛОЗНИХ ВОЛОКОН, содержащий с .-целлюлозу, медь, аммиак и воду, отличающийся тем, что, с целью получения волокон с повышенной устойчивостью к многократным изгибам и повышения экономичности процесса формования, раствор содержит о(-целлюлозу со степенью полимеризации 280350 при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ: с -. Целлюлоза 13,5-15,0

Медь 5,5 вЂ” 6,0

Аммиак 8,1 - 9,0

Вода Остальное

1047928

Изобретение относится к получению растворов для формования, в частности, медно-аммиачных, используемых для получения гидратцеллюлоэных волокон.

Наиболее близким к предлагаемому является медно-аммиачный раствор целлюлозы следующего состава, Ъ: с -целлюлоза 10,0; медь 4,0, аммиак 6,5 вода остальное, Укаэанный раствор используют для формонания гидратцел- 10 люлозного медно-аммиачного волокна в водно-органические осадительные ваниы по схеме получения вискозного волокна Г1 )

Недостатком этих растворов явля- 15 ется сраннительйо низкое содержание целлюлозы в растворе, что обуславлинает пониженное содержание aL --целлюлозы н свежесформонанном нолокне и, следовательно, большой унос органического осадителя. Последнее обстоятельство приводит к переходу органического осадителя в пластификационную и отделочную ванны и, соответственно, к значительным удельным расходам компонентов осадительной ванны при получении гидратцеллюлозного волокна с использованием указанных растворов.

При этом волокно обладает сравнительно невысокой устойчивостью к многократным изгибам..

Цель изобретения вЂ” получение волокон а повышенной устойчивостью к многократным изгибам и понышение экономичности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что растнор для формонания гидратцеллюлозных волокон, содержащий с(целлюлозу, медь, аммиак и ноду, содержит с -целлюлозу со степенью полимеризации 280-350 при следующем 40 соотношении компонентов, мас.В:

6. вЂ Целлюло 13,5-15,0

Медь 5,5-6,0

Аммиак 8,1-9,0

Вода Остальное 45

Приготовление раствора осуществляют с использованием меди в виде гидроокиси или основной соли с вснонностью 72-98В. Получение предлагаемого раствора для формования не требует Я применения дополнительного специального оборудования и может осуществляться как по периодическому, так и непрерывному способам. Подготовка раствора к формонанию нолокна (фильт-gg рация, обеэвоздушинание ) не отличается от аналогичных стадий для известного раствора.

Раствор предлагаемого состава мо" жет быть использовано для формонания 60 гидратцеллюлозного состава по любому известному способу (водный способ с применением воронок, кислотно-солевой и долевой способы с применением схем формования для вискозных волокон),65

Этот раствор используют такле для формования медно-аммиачного волокна и водно-органические осадительные нанны.

Пример 1, Мецно-аммиачный раствор получают следующим образом.

В растворитель при охлаждении 810 С помещают 2,68 кг гидроокиси меди (нлагосодержание 50В и 8,2 кг

25В-його раствора аммиака. После этого н растворитель загружают 4,4 кг сульфатной целлюлозы (содержание

Д.-целлюлозы 97В, СП 820 ), предварительно измельченной на щипальной машине и увлажненной водой до влагосодержания 50Ъ. Цикл приготовления раствора следующий: загрузка реагентов 0,5 ч, растворение 2,0 ч, разбавление 1,5 ч, перемешивание 4 ч, По окончании перемешивания раствор подвергают кратной фильтрации через капроновый нетканый материал, после чего обезвоздушивают 6 ч при остаточном давлении 120 мм рт.ст, Полученный раствор имеет следующий состав, Ъ: целлюлоза 13,5, медь 5,5; аммиак 8,1. Вязкость раствора 500 сек, СП целлюлозы в растворе 350.

Формование нолокна осуществляют в осадительную ванну, имеющую следующий состав, В: диметилформамид 80; вода

18, аммиак 2. Для формонания используют фильеру с числом отверстий 200 при диаметре 70 мкм. Величина фильерной нйтяжки 110Ъ. Температура осадительной ванны 20 С. По выходу из осадительной ванны нолокно BbITHIèâàþò на ноздухе на 70Ъ и на 40В н пластификационной ванне (0,5Ъ-ный водный раствор серной кислоты ) при 80 С.

После пластификационной ванны волокно дополнительно обрабатывают 5Ъ-ным раствором серной кислоты 10 мин, затем промывают водой и высушивают.

Скорость формования 35 м/мин.

Данные по содержанию с -целлюлозы н волокне на выходе иэ осадительной ванны, удельному расходу диметилформамида и физико-механическим показателям готоного волокна приведены в табл.1 (образец Р 1 ). Для сравнения н табл .1 приведены данные, полученные при формовании волокна иэ раствора, имеющего следующий состав, Ъ: целлюлоза 10; медь 4; аммиак 6,5 (вязкость раствора 260 с, СП целлюлозы

330). Формование волокна (образец

Р 2) осуществляют в условиях, описанных н этом примере, но вытяжка волокна после осадительной ванны составляет на ноздухе 55В, н пластификационной ванне вЂ” 40Ъ. р " м е р 2. Медно-аммиачный раствор готовят как описано в примере 1, но н качестве исходной целлюлозы используют сульфитную целлюлозу (содержание с -целлюлозы 92В, СП 760), 1047928 а количество загружаемых в растворитель реагентов составляет, кг: целлюлоза 4,4 (влагосодержание 0% ), основная соль меди Си (OII )2 . C Л04 (основность 90 о влагосодержание

50Ъ ) 2,92, 25Ъ-ный водный раствор 5 аммиаКа 8,65. Полученный раствор после 3-кратной фильтрации и обеэвоздушивания имеет следующий состав, Ъ: целлюлоза 14,8, медь 5,9, аьилиак ,8,7. Вязкость раствора 700 с,, P. 10 целлюлозы в растворе 310.

Формонание нолокна осуществляют в условиях примера 1 в осадительную ванну следующего состава, Ъ: диметилсульфоксид 40, дода 59,5, аммиак 0,5. Вытяжка волокна на воздухе и в пластификационной ванне составляет 70 и 50% соотнетственно. Содержание с(.-целлюлозы в свежесформованном волокне 15,7%, удельный расход диметилсульфоксида 2,7.кг/кг волокна. Полученное волокно имеет линейную плотность 0,173 текс, прочность 25,5 гс/текс при удлинении 21%.

Для сравнения и этих же условиях осущестнляют формование волокна иэ . раствора, содержащего, Ъ: целлюлоза 10 медь 4; аммиак 6,5. Содержание с(.-целлюлозы в свежесформованном волокне 11,8%, удельный расход диметильсульфоксида 3,6 кг/кг волок- 30 на. Полученное волокно имеет линейную плотность 0,198 текс, прочность

21,2 rc/текс при удлинении 24%.

Пример 3. Медно-аммиачный раствор получают, как описано в примере 1, но количество загружаемых в растворитель реагентов составляет, кг: целлюлоза 4,4 (влагосодержание 50%), основная соль леди

Со(ОН).Си50 (основность 72Ъ, влагосо- 40 держание 50% ) 2,86, 25%-ный водный

2 раствор аммиака 8,37. После 3-кратной фильтрации и обезвоздушивания раствор имеет следующий состав, %: целлюлоза 14,3; медь 5,7) аммиак

8,6. Вязкость раствбра 650 с, СП целлюлозы в растворе вЂ” 300.

Формование волокна осуществляют н условиях примера 1 в осадительную ванну следующего состава, Ъ: изопропиловый спирт 50; вода 49; аммиак 1.

Вытяжка волокна на воздухе и в пластификационной .ванне составляет 65 и

58% соответственно. Содержание о -целлюлозы в свежесформованном волокне

16,5Ъ, удельный расход изопропилоного спирта 2,3 кг/кг волокна. Полученное волокно имеет линейную плотность

0,167 текс, прочность 29,0 гс/текс при удлинении 20,5%. для сравнения в этих же условиях 60 формуют волокно иэ раствора, содержащего, %: целлюлоза 10; медь 4; аммиак 6,5. Содержание а -целлюлозы в свежесформованном волокне 12,2%, удельный расход иэопропилового спирта65

3, 3 кг/кг волокна. Полу енное волокно имеет линейную плотность О, 192 текс, прочность 24,5 гс/текс,удлинение 29%.

Пример 4. Медно-аттачный раствор получают как описано в примере 1, но количество загружаемых в растворитель реагентов составляет, кг: целлюлоза 4,4 (влагосодержание

50%), основная соль меди Cu(OII) 2 ° CuSO< (основность 72%, влагосодержание 50%) 3,02, 25%-ный водный раствор аммиака B 8. После 3-кратной филь рации и обезвоздушивания раствор имеет следующий состав,Ъ: целлюлоза 15 0, медь 6,0; аммиак 9,0. ВяэвЂ” кость раствора 786 с, СП целлюлозы в растворе 280.

Формование волокна осуществляют в условиях примера 1 в осадительную ванну следующего состава, Ъ: ацетон

40; вода 59,8, аммиак 0,2. После осадительной ванны волокно вытягивают на воздухе на 75% и в пластификационной ванне на 45Ъ. Свежесформованное волокно содержит 14,8Ъ с -целлюлозы, удельный расход ацетона 2,7 кг/кг волокна. Полученное волокно имеет линейную плотность 0,180 текс, -прочность 25,8 гс/текс, удлинение 19,8%.

Получаемые образцы волокон имеют повышенную устойчивость к многократным изгибам.

В табл.2 приведены физико-механические свойства волокон, в скобкахсравнительные 10%-ные прядильные растворы.

Показатель устойчивости волокон к многократным изгибам может служить характеристикой иэносоустойчиности и работоспособности.

Для улучшения комплексных свойств медно-аммиачного волокна и, в первую очередь, устойчивости его к истиранию, а следовательно, и иэносоустойчивости, необходимо повысить степень полимериэации целлюлозы в волокно до 400-450 ° Укаэанные в табл.2 данные получаются при СП 280-350.

Следовательно, изобретение позволяет значительно улучшить физико-механические и эксплуатационные свойства по устойчивости к многократным изгибам медно-аммиачного волокна беэ увеличения степени полимеризации целлюлозы.

Использование раствора предлагаемого состава при формовании в водно,вЂ” органические осадительные ванны повышает физико-механические показатели волокна, в частности прочность с

18,5-24,5 до 25-29,5 гс/текс. Это объясняется тем, что свежесформованное волокно обладает высокой плотностью структуры, а также повышенной пластичностью, что позволяет более эффективно осуществлять процесс ориентационной вытяжки. Удельный расход

1047928 органических осадителей в процесс получения волокна снижается в среДнем на 0,8-1 кг на 1 кг волокна, что объясняется увеличением содержания

ot.-целлюлозы в свежесформованном волокне и, следовательно, уменьшением уноса органического осадителя в пластификационную и отделочную ванны и его потерь по технологическим переходам.

T а б л и ц а 1

Образец, 9

Удлинение, В

Линейная ,плотность волокна, мтекс

0,208

0,240,27,5

Таблица 2

Устойчивость многократным изгибам, циклы

Удлинение, Ф

Прочность и кондиционном состоянии, гс/текс линейная плотность

Предла г+<-мый по примеру 1 0,208(0,240) 25,1(18,5) 20,1(27,5) 17,500(6,322) 2 0,173(0,198) 25,5(21,2) 21(24):.

18,113(7,015)