Способ получения композиции для формования синтетических волокон

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН смешением полимера, растворителя и биомассы микроорганизмов, отличающийся тем, что, с целью повышения матовости волокон, мягкости грифа, наполненности, раствор полимера смешивают с суспензией микроорганизмов с диаметром клеток 0,1-5 мк и длиной 10 - 30 мк в том же растворителе в количестве 3-50 мае.ч. на 100 мае.ч. полимера при 25-80 С. § Ь

СОЮЗ COBETCHHX

ОО, NINCIIII

РЕСПУБЛИК ае 01) цр D 01 F 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н авт снамм caWtwaCTaV

С. (2i) 2703274/23-05

{22) 26.12.78 (23) 25.08.78 (46) 15.09.84. Бюл. М 34 (72) Н.М. Бедер, Э.Я. Вайман, А.N. 3yбец, С.А. Семенова, А.С. Чеголя и С.В. Чепиго (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических волокон и Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ (53) 677.494(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 454292, кл. D 01 F 6/54, 13. 10. 72.

2. Авторское свидетельство СССР

В 522289, кл. р Oi р 1/10, 15.05.78 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИИ

ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН смешением полимера, растворителя и биомассы микроорганизмов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения матовости волокон, мягкости грифа, наполненности, раствор полимера смешивают с суспензией микроорганизмов с диаметром клеток 0,1-5 мк и длиной 10 — 30 мк в том же растворителе в количестве 3-50 мас.ч. на

100 мас.ч. полимера при 25-80 С. о

1113439

Изобретение относится к производству химических волокон и может быть использовано при получении синтетических волокон, приближающихся по своим свойствам к натуральным.

Известен способ получения химических волокон, включающий введение в волокно модификаторов микробного происхождения — белка или фермента10 тивного гидролиза дрожжей (1) .

Однако у полученных волокон уменьшается только часть свойств, присущих натуральным волокнам, главным образом гидрофильность, электропро, водность, окрашиваемость, но не появляется шерстеподобность (матовость). Снижение стоимости волокна оказывается несущественным, так как технология получения и особенно применение белков и ферментативных гидролизатов для модификации волокон являются сложными, а затраты на ее осуществление — большими.

Наиболее близким к изобретению является способ получения композиции для формования синтетических волокон перемешиванием полимера в динамическом растворителе в присутствии биомассы микроорганизмов при повышенной температуре (более 100 С). Образующаяся композиция содержит, таким образом, не биомассу дрожжей, а продукт ее переработки, и получаемое модифицированное волокно состоит из полимера и добавленных к нему в виде З5 смеси отдельных веществ белка, нуклеиновых кислот, полисахаридов и липидов. Свойства получаемого волокна улучшаются за счет повышения гидрофильности, электропроводности и окрашиваемости f2)

Однако наличие в составе волокон смеси компонентов разрушенных и растворенных микробных клеток не приводит45 к появлению ряда других ценных свойств: шерстеподобности (матовости), мягкости грифа и наполненности. Несмотря на сравнительно полное использование биомассы на стадии получения прядильного раствора, стоимость волокна остается высокой, так как замена части дорогостоящего синтетического полимера на более дешевую смесь ком- понентов дрожжей происходит неэквивалентно: половина последней не удерживается в составе формуемого волокна, выходит в осадительную ванну и загрязняет раствор роданида натрия в такой степени,что его регенерация становится трудноосуществимой, а загрязнение сточных вод значительным.

Цель изобретения — повышение матовости волокон, мягкости грифа и наполненности.

Цель достигается тем, что согласно способу получения композиции для формования синтетических волокон раствор полимера смешивают с суспензией биомассы микроорганизмов с диаметром клеток О, 1-5 мк и длиной !0-30 мк в том же растворителе в количестве

3-50 мас.ч. на 100 мас.ч. полимера при 25-80 С.

Получаемое согласно изобретению волокно содержит клетки микроорганизмов. В отличие от раствора, используемого в прототипе, клетки микроорганизмов во всех случаях содержат нуклеопротеиды, липопротеиды и представляют собой систему сложных полимерных структур: внутри клетки находится ядерное вещество рибосомы,состоящее из нуклеопротеидов; там же по окружности клетки расположены мембраны из липопротеидного комплекса; снаружи клетка микроорганизмов окружена оболочкой, представляющей собой единую трехмерную молекулу столь больших размеров, что ее различают в световом микроскопе и измеряют микронами. Основу оболочки дрожжей составляют глюкоманнаны, бактерий — петидогликаны. Благодаря оболочке, имеющей форму полого шара или удлиненного мешка и выдерживающей давление 6 атм, клеткам микроорганизмов свойственны эластичность и устойчивая форма.

Введение в прядильную композицию клеток микроорганизмов, состоящих из сложных полимерных структур и обладающих поэтому эластичностью, устойчивой формой и микроскопическими размерами, приводит к появлению шерстеподобности (матовости), мягкости грифа и наполненности волокна.

Клетки микроорганизмов вводят в прядильную композицию в пределах

3-507 от веса полимера, что позволяет достигнуть необходимый эффект без снижения физико-механических свойсгв волокна ниже допустимого предела.

Биомассу можно вводить в виде как отдельных клеток, так и их скоплений, диаметром 0,1-5 мк и длиной 1030 мк.

1113439 4 и длину 10 мк) . Полученнукi комн .«нов: интенсивно перемешивают до ноuv IuuliH равномерного распределения Оактериальных клеток в композиции. Композиция имеет следующие характеристики: рабочая вязкость 270 с, удельная вязкость 1 1 °

Формование обезвоздушенной и профильтрованной композиции проводят через фильеру 100/0,08 в 37.-ный водный раствор NaCNS при 10 С. Волокно под0 вергают вытяжке: предварительной при

25 С на 250-3007. и пластификационной о в паровой камере так, что общая степень вытяжки составляет 900-9507..

Полученное волокно содержит

100 мас.ч. волокнообразующего полимера и 50 мас.ч. клеток бактерий. Волокно имеет шерстеподобный (матовый) вид.

Пример 3. Раствор, содержащий 13 мас.ч, полимера: АН:ИА (94:6), получают на опытной установке по режиму, указанному в примере 1.

В гомогенизаторе к растору полимера с температурой 36 С добавляют клетки дрожжей в виде 20%-ной тонкодисперсной суспензии в 517.-ном растноре роданида натрия. Количество клеток дрожжей в смеси составляет

15 мас.ч. от массы полимера. После тщательного перемешивания, обезвоздушивания и фильтрации прядильную композицию направляют в прядильную машину и формуют через фильеру

20 тыс./0,08 в 117-ный водный раствор при 10 С. Волокно вытягивают на

650-7007. в паровой камере, отмывают от остаточного растворителя, подвергают авиважной обработке, сушат на барабанной сушилке и гофрируют.

Из полученного волокна изготовляют пряжу, которую перерабатывают в трикотажную ткань, обладающую шерстеподобностью, мягким грифом, воздухопроницаемостью, устойчивостью к пиллингу и хорошими колористическими и антистатическими свойствами.

В композицию для формования волокна вводят дрожжи Candida quilliermondic, содержащие 36 вес.ч. белка, 4,5 вес.ч. нуклеиновых кислот,18 вес.ч. углеводов, в том числе, вес.ч.: глюкоманнан 14; липиды 15; нуклеопротеиды 12; липопротеиды 11; зола 8 и влага 9, и бактерии Ме йу1ососенз

capsulatus, содержащие 39 вес.ч. бел-. ка, 5 вес.ч. нуклеиновых кислот, 10

13,5 вес.ч. углеводов, в том числе, вес.ч.: пептидогликан 7; весулипиды 1; нуклеопротеиды 16; липопротеиды 9,5; зола 9 и влага 7.

Пример 1. В мономерную смес ь,, 15 состоящую из 92,5 вес.ч. акрилонитрила (АН); 6,0 вес.ч. метилакрилата (МА) и 1,5 вес.ч. итаконовой кислоты (ИК) вводят 0,5 вес.ч. ДИНИЗ и по

2,1 вес.ч. ИЗП и двуокиси мочевины. 20

Полимеризацию проводят в, 543 вес.ч.

517.-ного раствора роданида натрия при 80 С в течение 60 мин с последующей отгонкой мономеров. Выход полимера 82,57. 25

К 100 мас.ч. раствора с температурой 80 С, содержащего 12,7 мас.ч. полимера, добавляют 0,38 мас.ч. клеток дрожжей (диаметром 5 мк и длиной

30 мк) в виде 207-ной суспензии в

51,57.-ном растворе NaCNS. Полученную композицию интенсивно перемешивают до получения равномерной композиции.

Композиция имеет следующие характеристики: рабочая вязкость 380 с

S 35 удельная вязкость 1,05. Формование обезвоздушенной и профильтрованной композиции проводят через фильеру

100/0,08 и 117-ный водный раствор роданида натрия (NaCNS) при 10 С и 40 отрицательной фильерной вытяжке 607.

Волокно подвергают вытяжке: предварительной при 25 С на 150-2007. и пластификационной в.паровой камере так, что общая степень вытяжки сос- 4> тавляет 700-7507.

Полученное волокно содержит

100 мас.ч. волокнообразующего полимера и 3 мас.ч. клеток дрожжей. Кроме того, волокно лишено блеска и имеет шерстеподобный (матовый) вид.

Пример 2, К 100 мас.ч. полученного как в примере 1 раствора с температурой 25 С, содержащего

12,5 мас.ч. полимера, дббавляют

6,25 мас.ч. клеток бакт рий в виде

207.-ной суспензии в 511-ном растворе

ИаСИ$ (клетки имеют диаметр 0,1 мк

Пример 4 К 100 мас ч порошкообразного поливинилхлорича (ПВХ) добавляют 500 см охлажденного до 12 С диметилформамида (ДМФ). После набухания ПВХ смесь нагревают до его растворения. К полученному прядильному раствору с температурой 80 С добавляют 5 Мас.÷. клеток бактерий з в виде 507.-ной суспонзии в . 111 и активно перемешивают. 11рялнльную ком1113439 поэицню, содержащую ПВХ и клетки бактерий, обеэвоэдушивают, фильтруют и формуют череэ фильеру 100/0,08 в водно-диметилформамидную ванну (15:85). Свежесформованное волокно подвергают пластификационной вытяжке на 450Х, отмывают от растворителя н вытягивают в паровой камере еще на 200Xi

1113439 о

Ij» 3» 3 34 л

О 3»3

Ю Ф ь ю а

Ю

Ю л. л ь лъ

Ф

Ю а л сь

С»3»» л а (»

С»3

1 а ц а

RR z

dje vO

Лйх ф

- и

333 ь

3 х

<Ч

A Ю ь л

Г 1

CV л ь

3 «6 I

l x jjj 3

3 О I

3 Ц А

3 х о охв в о ц х о !.

f 3»аФ1

3 O 3: j: х с6 Ф Ф х х

3 Х I

Э 3 I

К k. 1

Ы I

U I

Ф В E 3 в. vv х в о ы

Х 3 Х d)

Ф O V f» I

33 3 оФ f C4v!

3 в о 3 и х I

Х I Х v 3

6) 3 Х 33 1

Д о а>

i H Е 1 ь ь

С Ъ

Ю

<Ч л л ь л

CV ь л

С»\ ь

С"1

С»3 сч ь л Ф.» о1

CV ь О

С»3 л л

С4 л

° \ (» 3

CV ь л л а л

<М С4

Л Ю

С \ С»)

С Ъ

Ф Ф ь ю сО 3

< 3

Ю ь

СМ

1Г1

Ch

°

C) О л

Ю ь

СЧ

Ф ь

v х

Е л

ctj х

И о

3 о

jjj ь ь а а о о

3 А й3» а о а и а 34

Cd f» dj х х х ц о ц о и о

» а о о а

k( х

И

f» х о х а

jj3 х х ц о о х

3".»»г

Ф

Oj

Е

v о ь

33 5 R cJ о о

О!3 а<5о оаэи о!

I а сп

3 f 3 о ! Ф

3 Id

ÆA ь л A

1 cv с ъ

Ю ь ь Ю ь

МЪ

С 1 х а Ы а

c(5 с> и х и

Ы m Id 5

3 3 Й а ь

»» С»3 ц )х а а о э

Е 1 х

Ц Э

1О 1113439

Составитель И. Девнина

Редактор Т. Веселова Техред Л,Микеш

Корректор В, Бутяга

Заказ 6535/22 Тираж 440 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

В таблице приведены свойства синтетических волокон, содержащих клетки микроорганизмов.

Таким образом, использование изоб- э ретения позволяет нолучать синтетические волокна с улучшенными потребительскими свойствами за счет появления матовости и усиления, наряду с гидро4ильностью, электропроводностью и окрашиваемостью, мягкости грифа и наполненности, а также со сниженной стоимостью эа счет упрощения техноло- . гии модификации. При этом отпадает необходимость в осуществлении сложной 15 операции растворения клеток микроорганизмов при высокой температуре с применением л тучего и пожароопасного спирта; отпадает необходимость в разработке и применении сложной технологии очистки регенерируемого роданида натрия, так. как при использовании изобретения-прототипа в осадительную ванну вымываются большие количества спирта и продуктов производимого раз-. рушения н растворения клеток микроорганизмов; исключается дополнительное загрязнение сточных вод органическими продуктами, поступающими из осадительной ванны; исключаются большие потери продуктов разрушения клеток микроорганизмов, так как они волокнообразующими полимерами удерживаются весьма неполно.