Способ получения ионообменного волокна
(19)RU(11)1051989(13)C(51) МПК 6 D01F11/04Статус: по данным на 27.12.2012 - прекратил действиеПошлина: учтена за 19 год с 10.10.1999 по 09.10.2000
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОНООБМЕННОГО ВОЛОКНА
Изобретение относится к области производства ионообменных волокон, в частности к области производства анионообменных волокон на основе полиакрилонитрила или сополимеров акрилонитрила. Известен способ получения модифицированного волокна на основе полиакрилонитрила путем обработки его гидразингид- ратом. Согласно этому способу процесс осуществляют в несколько стадий: предварительно волокно подвергают набуханию в растворе диметилформамида, затем обрабатывают водным раствором гидразингидрата и термообрабатывают в среде инертного газа при 150-200oC. Несмотря на сложную обработку, статическая обменная емкость таких волокон (СОЕ) по анионообменным группам невысока и составляет 0,5 - 0,9 мг
экв/г. Известен способ получения ионообменного полиакрилонитрильного волокна путем обработки его раствором соли гидразина и едкого натра при соотношении компонентов 1:1-1:1,2. Этот способ позволяет получать катионообменные волокна для волокна с амфотерными свойствами, но не позволяет получить анионообменные волокна с достаточно высокой СОЕ по основным группам. Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ получения ионообменного волокна обработкой полиакрилонитрильного волокна водным раствором гидразингидрата или сернокислого гидразина и раствором едкого натра. Этот способ позволяет получать волокна с достаточно высокой обменной емкостью (СОЕ) по карбоксильным группам до 9-9,5 мг - экв/г, однако СОЕ таких волокон по анионообменным группам не превышает 0,9 мг-экв/г. Целью изобретения является повышение анионообменной емкости полиакрилонитрильного волокна. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения ионообменного волокна обработкой полиакрилонитрильного волокна водным раствором гидразингидрата или сернокислого гидразина и раствором едкого натра, обработку раствором едкого натра проводят до степени гидролиза 6-30%, а затем дополнительно обрабатывают 20-40%-ным раствором гидразингидрата при 80-95oC 10-90 мин. Снижение степени гидролиза волокна ниже 6% нецелесообразно, так как в этом случае в значительной степени замедляется процесс гидразидирования и для повышения величины обменной емкости по анионообменным группам требуются более жесткие условия обработки, при которых ухудшаются физико-механические свойства волокна. При повышении степени гидролиза выше 30% увеличиваются амфотерные свойства волокна и снижается величина максимальной обменной емкости по анионообменным группам. Использование растворов гидразингидрата, имеющих концентрацию менее 20%, вызывает уменьшение обменной емкости волокна и приводит к увеличению времени обработки. Применение растворов гидразингидрата с концентрацией выше 40% усложняет аппаратурное оформление процесса из-за возможности образования взрывоопасных концентраций, увеличивает расход гидрозингидрата, а также ухудшает физико-механические свойства получаемых волокон. Интервал температур 80-95oC обоснован тем, что при температурах ниже 80oC замедляется процесс гидразидирования, а высокая температура способствует окислительному разложению растворов гидразингидрата и протеканию вторичных реакций, вызывающих уменьшение обменной емкости волокна. Время обработки 10-90 мин выбрано, исходя из возможности достижения достаточно высокой величины обменной емкости волокна по анионообменным группам при указанных выше параметрах проведения процесса. П р и м е р 1. Волокно нитрон обрабатывают 20%-ным раствором гидразингидрата при 90oС в течение 2 ч, затем волокно обрабатывают 2,5%-ным раствором NaOH в течение 30 мин при 80oC. СОЕ волокна по катионообменным группам равна 2,5 мг - экв/г. Указанная величина CОЕ cоответствует степени гидролиза 30%. Полученное волокно модифицируют 20% -ным раствором гидразингидрата при 95oC в течение 10 мин (М 1: 50). СОЕ по анионообменным (основным) группам составляет 4,2 мг - экв/г, прочность волокна 15,8 сн/текс, удлинение 22,8%. П р и м е р 2. Волокно нитрон гидразидируют аналогично примеру 1. Обрабатывают 2,5%-ным раствором NaOH в течение 30 мин при 70oC. СОЕ по катионообменным группам равна 0,94 мг - экв/г, что соответствует степени гидролиза 11,3% . Затем волокно обрабатывают 30%-ным раствором гидразингидрата при 95oC 60 мин. СОЕ по анионообменным группам составляет 3,2 мг - экв/г, прочность 16,5 сн/текс. Для сравнения волокно нитрон обрабатывают 30%-ным раствором гидразингидрата при 95oC 60 мин. СОЕ по анионообменным группам 0,4 мгэкв/г, прочность 18,3 сн/текс. П р и м е р 3. Полиакрилонитрильное волокно обрабатывают при 90oC раствором сернокислого гидразина при концентрации 120 г/л и раствором NaOН (120 г/л) в течение 10 мин (М 1:50). СОЕ по катионообменным группам составляет 2, 0 мг - экв/г, по аминным группам 0,2 мг - экв/г, степень гидролиза равна 24%. Полученное волокно гидразидируют 30%-ным раствором гидразингидрата при 90oC в течение 90 мин. СОЕ по основным группам 4,5 мг - экв/г. П р и м е р 4. Волокно нитрогидразидируют аналогично примеру I. Обрабатывают 2,5%-ным раствором NaOН в течение 10 мин при 80oC. СОЕ волокна по катионообменным группам равна 0,5 мг - экв/г, что соответствует степени гидролиза 6%. Обменная емкость по аминным группам отсутствует. Далее волокно обрабатывают 40% -ным раствором гидразингидрата при 80oC в течение 60 мин. СОЕ по основным группам 2,8 мг - экв/г. Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет получить анионообменные волокна с алифатическими аминогруппами. Волокна обладают удовлетворительными сорбционными и механическими свойствами, а также расширяет ассортимент и области применения волокнистых сорбентов.
Формула изобретения
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 30-2002
Извещение опубликовано: 27.10.2002
