Способ получения полигексаметиленадипамидного волокна

 

Изобретение относится к технологии производства химических волокон, в частности высокопрочных полигексаметиленадипамидных волокон, которые могут быть применены для изготовления промышленных материалов, белья, одежды, а также для изготовления корда для шин. Изобретение обеспечивает повышение прочности волокна на разрыв до 10 г/денье за счет того, что формирование волокна осуществляют из полигексаметиленадипамида, подвергнутого деполиконденсации в твердой фазе при 180-230°С до повышения относительной вязкости до 75-120. Затем сформованное волокно вытягивают в две-четыре стадии с общей кратностью вытяжки 5,39-6,21 и ступенчатом подъеме температуры от комнатной до 80°С на первой стадии и до 220-250°С на последней. Намотку осуществляют при отношении скорости намотки к скорости движения волокна, выходящего с последней стадии вытягивания, равном 0,876-0,907.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (Д1)5 D 01 Р 6/60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИЙ ЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

1",РИ ГННТ СССР (21) 3613893/28-05 (22) 07.07,83 (31) 73736/83 (32 ) 28,04.83 (33 ) Л (46 ) 30 ° 09. 90, Бюл, У 36 (71) Асахи Касеи Когио Кабусчки

Кайся (1Р) (72) Казуюки Китамура (1Р) (53) 677.494 (088.8) (56) Патент США У 4056652, кл. 428-400, опублик, 1977. (54) СПОСОБ. ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИГЕКСАМЕТИЛЕНАДИПАИИДНО ГО BO JIOKiiA (57) Изобретение относится к технологии производства химических воло- кон, в частности высокопрочных полигексаметиленадипамидных волокон, которые могут быть применены для иэгоИзобретение относится к техноло гии химических волокон, в частности к получению высокопрочных полигексаметиленадипамицных волокон, которые могут быть применены при изготовле.нии промышленных материалов, белья и одежды, а также для изготовления корда для шин.

Цель изобретения — повышение прочности волокна на разрыв до не менее

10 г/денье, Пример 1. 50%-ный водный раствор адипината гексаметилендиаммония,непрерывно подают в конденсатор со скоростью 2000 вес.ч. в 1 ч, конденсируют до концентрации 70вес.%, „Я0„„159711 О

2 товления промышленных материалой, белья, одежды, а также для изготовления корда для шин. Изобретение обесчивает повышение прочности волокна на раэрь.в до 10 г/денье за счет того, что формирование волокна осуществляют иэ полигексаметиленадипамида, qopaeprнутого деполиконденсации в твердой фаз е при 180-230 С до повышения относительной вязкости да 75-120. Затем сформов анное волокно вытя гивают в . две — четыре стадии с общей кратностью вытяжки 5,39-6,21 и ступенчатом подъеме температуры от комнатной до

80 С на первой стадии и до 220-250 С на последней, Намотку осуществляют при отношении скорости намотки к скорости движения волокна, выходящего с последней стадии вытягивания, равном 0,876-0,907.

Ж. после чего подают в первый реактор.

Темп ратуру в реакторе поднимают в;>ам течение 1,5 ч с 220 до 250 С, давление при этом устанавливают 17,5 Kr/см

Затем реакционную смесь подают во второй реактор, в котором давление в течение 20 мин снижают до атмосфер ного, а температуру поднимают до о

280 С, После удаления водяного пара в газожидкостном сепараторе остаток прядут в виде жгута продавливанием 4.й через прядильную фильеру, жгут охлаждают водой и режут на кусочки,.

Их относительная вязкость в растворе муравьиной кислоты равна 29,7; число концевых СООН-групп равно 101,5 ммоль/кг

1597110 и число концевых NH -групп равно

62,5 ммоль/кг.

5000 вес.ч. полимерной крошки подвергают полимеризации в твердой фазе в реак-оре барабанного типа при тем-, пературе рубашки 230 С в потоке газа азота, имеющего скорость потока

3 л/ч/кг полимера. Через 3 ч 20 мин полученный полимер охлаждают и удаляют из реактора полимеризации для того, чтобы крошка, имеющая относительную вязкость муравьиной кислоты

75,0, получила .значение концевой СООНгруппы 67 О мгмоль/кг и значение t5

«oeueeoA (NNeJ-группы 27,2 мгмппк/кг.

Полученную крошку экструдируют из формовочной фильеры, имеющей 210 отверстий диаметром 0,27 мм при температуре 298 С, далее сформованную нить пропускают через цилиндрический нагреватель длиной

350 мм, температуру которого регулируют до 300 С, а затем охлаждают. После добавки смазочного средства нить сра- 25 зу удаляют с первой пары вытяжных валков и затем последовательно направляют их на вторую, третью и четвертую ары вытяжных валков, которые вращаются с последовательно увеличивающей» ся окружной скоростью,.после этого волокно подвергают вытягиванию и термостабилизации в три стадии и наматывают со скоростью намотки 1300 м/мин.

Температуру четырех пар вытяжных валков G „ G<, G и С регулируют от комнатной температуры до 60 ; 190 и 220 С соответственно, Отношения окружных скоростей Gg/G, Gg/G»

1, С /С и скорости намотки G+ равняются соответственно 1,05; 3,54; 1,67 и

0 907. Л каменно, отношение G/1/G. равно 6,21.

Полученная таким образом нить (1260 денье) дмеет относительную вязкость муравьиной кислоты 71,0; предел прочности..на разрыв 10,4 г/д, удлинение

20,1%, т.е, ударную вязкость 209,0 г/д .

%<усадка при сухом тепле составляет

3 0%.и коэффициент стабильности связанной молекулы 0,13. Нить подверга-, ют кручению (32x32 витков/)О ем) с образованием сырого корда (1260 денье/2 1 Затем корд подвергают обработке окунанием в резорцинформалино6 вый латекс сначала при 160 С.и напряжении 2 кг/корц в течение 140 с, затем при 230 С, нагрузке 3,8 кг/корд в течение 40 с, далее при 230 С, наФ грузке 2,6 кг/корд в течение 40 с, Количество налипшего латекса 4,5вес,%.

Корд был заделан в каркасную резину и подвергнут вулканизации без нагрузки при 190 С 30 мин, В результате прочность на разрыв вулканизационных кордов равна 7,7 г/д, а процент сохранения прочности на разрыв вулканиэованных кордов составлял 74,0.

Пример 2, 5000 вес,ч. крошки, имеющей низкую вязкость и полученную по примеру 1 (т.е. относительная вязкость муравьиной кислоты 29,7 полимеризуют в твердой фазе в реакторе барабанного типа при температуре рубашки 200 С в потоке азота при скорости потока 3 л/ч/кг полимера. Через

15 ч полученный полимер охлаждают и удаляют из реактора для полимеризации, при этом крошка, имеющая относительную вязкость муравьиной кислоты 120,4, получила значение концевой СООН-группы 57,1 мгмоль/кг и значение концевой

1уНД-группы 18,3 мгмоль/кг. Полученную крошку экструдируют из фильеры, имеющей 210 отверстий диаметром

0,23 мм, при температуре 318 С, после этого нить пропускают через цилиндрический нагреватель длиной 350 мм, температуру которого регулируют до

370 С, а затем охлаждают. Затем после добавки смазочного средства нить сразу удаляют с первой пары вытяжных валков и после этого последовательно направляют на вторую, третью и четвертую пары вытяжных валков, которые вращаются с последовательно увеличивающейся окружной скоростью, затем подвергают вытяжке и термостабилизации в три стадии и наматывают со скоростью намотки 2200 м/мин, Температуру четырех пар вытяжных валков Gq, G, .G, С,1регулируют от комнатной температуры до 80; 230 и 245 С соответственно. Отношение окружных скоростей G /Gg, С2/G, С,1/G3 и скорости намотки G> равняются соотьетственно

1901;3,14;1,0,876.А именно отношение G /G< равно 5,39, Полученные нити имеют относительную вязкость

Ф по муравьиной кислоте 111,8; предел прочности на разрыв 10,4 r/ä; удлинение 21р7%» т.е, ударную вязкость

225,7 г/д %, усадку в сухом тепле

1,8% и коэффициент стабильности связанной молекулы 0,09, 5 15971

По примеру 1 из нитей формуют необработанные корды, которые подвергают обработке окунанием и вулканизации и затем измеряют предел прочЭ

5 ности на разрыв вулканизованных кордов, имитирующих резину. В результате предел прочности на разрыв вулканизованных кордов достигает 7,9 г/д, а процент сохранения прочности íà 10 разрыв вулканизованных кордов составляет 76.

Пример 3. Полученную по примеру I крошку с относительной вязкостью в муравьиной кислоте 29,7 подвергают деполиконденсации при температуре рубашки реактора 210 С и времени 6,5 ч до достижения относительной вязкости 79 и экструдируют иэ прядильной фильеры, имеющей 210 от- 20 верстий диаметром 0,27 мм, при температуре 298 С, затем полученные нити о пропускают через цилиндрический нагреватель длиной 150 мм, температуру которого регулируют до 310 С, а затем охлаждают. После добавки смазочного средства нити сразу удаляют с первой пары вытяжных валков и последовательно пропускают через вторую и третью пары вытяжных валков, которые 30 вращаются с последовательно увеличивающейся окружной скоростью, затем подвергают вытягиванию и нагреву в две стадии и далее наматывают при скорости намотки 1500 м/мин. Температуру трех пар вытяжных валков G l, Gy, G .регулируют до 70; 215 и 230 С соотве ственно. Отношение окружных скоростей С /G,; G>/G< и скорости намотки

С равно соответственно 3,65; 1,66 и 40

0,886, т.е. G /С составляет 6,06.

Полученные нити имеют относительную вязкость по муравьиной кислоте 74,2; прочность на разрыв 10 3 ; удлинение 21 5Х, т.е. ударную вязкость 45

221,5 г/д 7, усадку при сухом тепле

2,7Х. и коэффициент стабильности связанной молекулы 0,13.

По примеру 1 иэ нитей формуют необработанные корды, которые затем подвергают обработке окунанием и вулканизации и измеряют предел прочности на разрыв вулканизационных кордов, которые имитируют резину. В результатес5 прочность на разрыв вулканизованных кордов равна 7,6 г/д, а процент сохранения прочности на разрыв вулка- низованных кордов составлял 73,8.

10 6

Пример 4. Крошку примера 1 с относительной вязкостью 29,4 подвер-. о гают деполиконденсации при 210 С

7,25 ч по относительной вязкости

90,0 и экструдируют через фильеру, имеющую.312 отверстий диаметром

0,27 мм, при температуре 303 С,,за» тем вытянутые. нити пропускают через цилиндрический нагреватель длиной

150 мм, температуру которого регулируют до 350 С, затем охлаждают.

После добавки смазочного средства нити сразу удаляют с первой пары вытяжных валков и последовательно направляют через вторую, третью, чет вертую и пятую пары вытяжных валков, которые вращаются с последовательно увеличивающейся окружной скоростью, причем после этого их подвергают вытяжке и нагреву в четыре стадии и наматывают при скорости намотки

1500 м/мин. ТемпературУ пяти пар вытяжных валков С1 Сй, СЭ, СФ и G . регулируют ат комнатной температуры до 80, 210, 230 и 250 С соответственно, Соотношения окружных скоростей

Сй/Gg 3/С 2.1 С4/GЗ СУ/Gy и скорос» ти намотки G< равны 1,03; 3,52; 1,67;

0.995 и 0,884 соответственно, т.е.

С4/G равно 6,D5.Полученные нити

1890 денье имеют относительную вязкость по муравьиной кислоте 83,3; предел прочности на разрыв 10; 4 г/д; удлинение 21,2Х, т.е. ударную вязкость 22015 г/д Ж, усадку при су-.

:х хом тепле 2,07 и коэффициент стабильности связанной молекулы 0,09.

Подобно примеру 1 иэ нитей формуют корды, которые подвергают обработке окунанием и вулканизации и после этого измеряют предел прочно.-.. сти на разрыв вулканизованных кордов, имитирующих резину. В результате предел прочности на разрыв вулканизованных кордов равен 7,9 г/д, а процент сохранения прочности на pasрыв вулканизованных кордов - 76,0.

Пример 5, Получают полимер согласно примеру 4 с относительной вязкостью 90, числом концевых СООНгрупп 62,7 ммоль/кг и числом концевых NH -групп 23,0 ммоль/кг. Полученную крошку продавливают. через фильеру с 312 отверстиями диаметром

0,2? мм при 303 С, нить пропускают через цилиндрический нагреватель длиной 150 мм, нагретый до 350 С, и охлаждают. После добавления замасли1597110.:первой стадии в 3,5 раза в прчсутствии пара так, чтобы поверхность моноволок на плас тифициров алась, затем в 1,3 раза — в зоне с излучающим нагревом, далее наматывают волокно с высокой релаксацией. Волокно имеет прочность 9,2 г/денье; удлинение

15,8Х.

Формула изобретения

Составитель И.Девнина

Редактор M,Ïåòðoâà Техред Л.Олийнык Корректор И.Муска

Тираж 379

Подписное

Заказ 3902

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина,101 вателя нить пропускают через первую, вторую, третью и четвертую пары дисков, вращающихся с последовательно возрастающими окружными скоростями, подвергают трехступенчатому вытягиванию и отверждению при нагреве.

Намотку осуществляют со скоростью

1500 м/мин. Температуру четырех ступеней дисков G <, С, G.>, С4 устанав- 10 ливают соответственно 80; 210, 230 и 250 С. Отношение окружных скоростей

Gg/G1 Gg/G, G4/G H скорости мотки G равны соответственно 3,63;

1,67; 0,995 и 0,886, Отношение Gg/G( равно 6 ° 06, Полученная нить имеет относительную вязкость в растворе муравьиной кислоты 83; прочность

10,4 г/денье, вытяжку 217., что соответствует жесткости 218,4 г/денье ; 20 усадку при сухом нагреве 2_#_, коэффициент устойчивости связанной молекулы 0,09.

Прочность полученного корда

7,9 г/денье.

Процент сохранения прочности вулканиэироганного корда 76.

Пример 6 (сравнительный), Для формования используют полигексаметиленадипамид с относительной вяэ- 30 костью по муравьиной кислоте 70.

Сформованное волокно толщиной 1000 де. нье охлаждают водой и вытягивают на

Способ получения полигексаметиленадипамидного волокна формованием иэ расплава полимера вытягиванием при повышенной температуре и намоткой, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности волокна на разрыв до не менее 10 г/денье, для формования используют полимер, подвергнутый деполиконденсации в твердой фазе при 180-230 С до повышения его относительной вязкости до

75"-120, сформованное волокно вытягивают в две — четыре стадии с общей кратностью вытяжки 5,39-6,21 и ступенчатом подъеме температуры от комнатной до 800С на первой стадии и до

220-250 С на последней, а намотку осуществляют при отношении скорости намотки к скорости движения волокна, выходящего с последней стадии вытягивания, равном 0,876-0,907.