Способ получения композиционных нитей

 

Изобретение относится к производству химических волокон и нитей, в частности композиционных нитей из расплава смеси полимеров. Цель изобретения - повышение производительности процесса. Для этого формование композиционных нитей осуществляют при 180-300** С из расплава смеси двух полимеров, один из которых повышает степень расширения струи расплава выше аддитивного значения, и 6-67% (от массы последнего) полиэтилена высокого давления с показателем текучести 0,3-2.0. 8 табл,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РесПуБлик (51)5 О 01 F 8/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4817437/05 (22) 23.04.90 (46) 23.02.92, Бюл. hL 7 (71) Киевский технологический институт легкой промышленности (72) О.В.Романкевич, К.А.Зубович и Ю.А.Будаш (53) 677.494(088,81 (56) Dletrlch "Чегзацтег Н.Uber die

Strahlaufweifun9 beine Schmeupinnen von

Dispersionen aus Potycaprolactam und

Polyatyhylenterephtalat", Feserforschung

und Textlltecnick, 1975, В 26, hh 7, р 347-352.

Изобретение относится K производству химических волокон и нитей, в частности к получению-композиционных нитвй из расплава смеси полимеров.

Цель изобретения — повышение производительности процесса.

Пример 1. Прядильные композиции готовят смешением гранул 70 мас.% полипропилена (ПП}, марки "Бупленн с 30 мас.% полимерной добавки, состоящей из полимера, повышающего степень расширения струи (полиэтилен низкого давления ПЭНД), марки 277-73 и полиэтилена высокого давления (ПЭВД), марки 10803-020. При этом соотношение между ПЭНД и ПЭВД изменяют следующим образом:

Вариант 1. 100 ПЭНД, ПЭВД отсутствует.

Вариант 2. 94% ПЭНД+ 6% ПЭВД.

Вариант 3. 83% ПЭНД+ 17% ПЭВД.

Вариант 4. 77% ПЭНД+ 23% ПЭВД.

Вариант 5. 67% ПЭНД+ 33% ПЭВД.

Вариант 6.-50% ПЭНД+ 50% ПЭВД.

„„SU „„1714000 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОнных нитей (57) Изобретение относится к производству химических волокон и нитей, в частности композиционных нитей из расплава смеси полимеров. Цель изобретения — повышение производительности процесса. Для этого формование композиционных нитей осуществляют при 180-300 С из расплава смеси . двух полимеров, один из которых повышает степень расширения струи расплава выше аддитивного значения, и 6 — 67% (от массы последнего) полиэтилена высокого давления с показателем текучести 0;3 — 2.0. 8 табл, Вариант 7. 33% ПЭНД+ 67% ПЭВД. С

Вариант8,23% ПЭНД+77 ПЭВД, Вариант 9, 17 ПЭНД+ 83% ПЭВД, Вариант 10, 6 ПЭНД+94% ПЭВД, Вариант 11. ПЭНД отсутствует + 100%

ПЭВД. юй

Смеси, приготовленные согласно вариантам 1 — 11, экструдируют на зкструзионной а прядильной машине типа УФТП-2 при 240 — фь

260 С и скорости сдвига в фильере 1,2 10 С с1, диаметр отверстия фильеры 0,92 мм.

Экструдат охлаждают в водяной ванне при

20 С и принимают на намоточное устройство с заданной скоростью. Коэффициент разбухания струи определяют как отношение максимального диаметра свободно-вытекающей а струи экструдата к диаметру отверстия фильеры, Наиболее надежным и важным с практической точки зерния методом определения прядомости при получении химических волокон и нитей является определение критической скорости растяжения жидкой струйки, превышение которой приводит к ее разру1714000 шению. Поэтому в качестве критерия прядомости используют максимально достижимую скорость формования (Чмакс), которую определяют путем безступенчатого повышения скорости приема до момента разру- 5 шения струи. Термоориентационную вытяжку осуществляют на вытяжном стенде при 120О С, Полученные результаты представлены в табл. 1.

Пример 2. Прядильную композицию 10 готовят смешением гранул 70 мас. полипропилена марки 21010 с 30 мас,$ полимерной добавки, включающей полимер, повышающий степень расширения струи, поли-4-метилпентен-1 (ПМП) марки RT-18 и 15

ПЗВД марки 10803-020. При этом соотношение между flMll и ПЭВД изменяют аналогично примеру 1. Переработку осуществляют при температуре формова йия 290-300 С аналогично примеру 1. За- 20 висимость В, Чмакс, Км от соотношения в полимерной добавке ПЭВД и полимера повышающего степень расширения струи (ПМП), представлена в табл. 2.

Формование при температуре более 25

300 С оказалось невозможным из-за начала интенсивной термической деструкции расплава и выделения газообразных продуктов деструкции, что делает волокнообразование .при таких температурах крайне 30 неустойчивым.

Пример 3. Прядильную композицию готовят смешением гранул 70 мас. полиоксиметилена (AOM) марки СТД с 30 мас. ф, полимерной добавки, включающей ПЭНД. 35 марки 277-73 и ПЭВД марки 10802-020. При .этом соотношение между ПЭНД и ПЭВД изменяют аналогично примеру 1. Переработку осуществляют при 180 — 200 С аналогично примеру 1. Зависимость В, Чмакс, Км 40 отсоотношения ПЭВДи полимера, повышающего степень расширения струи расплава (ПЭНД), представлена в табл. 3.

Уменьшение температуры экструзии ниже 180 С привело к резкому повышению 45 давления а экструдере, нарушению устойчивости работы дозирующего насоса, Экструдат имеет отдельные разрывы и нарушения сплошности, Полчить композиционные нити при температуре экструзии менее 180 С 50 не удалось, Пример 4. Прядильную композицию готовят смешением гранул 70 мас. ПП марки 21020 с 30 мас.ф полимерной добавки, включающей полистирол (ПС) марки 55

ПСМ и ПЗВД марки 10803-020, При этом соотношение между ПС и

ПЭВД изменяют аналогично примеру 1-(вариант 1-11). Переработку осуществляют при 240-260 С аналогично примеру 1. Зависимость В, Чмакс, Км от соотношения

ПЭВД и полимера, повышающего степень расширения струи расплава (ПС), представлена в табл. 4.

Пример 5. Прядильную композицию готовят смешением гранул 70 мас. ПП марки 21020 с 30 мас. $ полимерной добавки, включающей ПЭНД марки 277-73 и

ПЗВД марки 15303-003. При этом соотношение между ПЭВД и ПЭНД изменяют аналогично примеру 1 (варианты 1-11).

Переработку осуществляют при 240-260О С аналогично примеру 1. Зависимость В, Чмакс, Км от соотношения ПЭ ВД и полимера, повышающего степень расширения струи расплава (ПЗНД) представлена в табл. 5, Пример 6. Прядильную композицию готовят смешением гранул 70 мас. ПС марки ПСМ с 30 мас.7ь полимерной добавки, включающей ПЭНД марки 277-73 и

ПЭВД марки 10803-020, При этом соотношение между ПЭНД и ПЭВД изменяют аналогично примеру 1 (варианты 1-11).

Переработку осуществляют при 230-250О С аналогично примеру 1. Зависимость В, V, Км от соотношения ПЭВД и полимера, повышающего степень расширения струи расплава (ПЭНД), представЛена в табл..6.

Пример 7; Прядильную композицию готовят смешением гранул 70 мас.$ ПП марки 21020 с 30 мас. полимерной добавки, включающей ПЗНД марки 276-73 и

ПЗВД марки 10803-020. При этом соотношение между ПЭНД и ПЭВД изменяют аналогично примеру 1 (варианты 1-11).

Переработку осуществляют при 240-.

260 С аналогично примеру 1. Зависимость

В, Чмакс, Км от соотношения ПЭВД и полимера, повышающего степень расширения струи расплава (ПЗНД), представлена в табл. 7..

Пример 8 (сравнительный); Прядильную композицию готовят смешением гранул

70 мас. ПГ марки "Буплен" с 30о ПЗНД марки 277-73. аналогично примеру 1. Переработку осуществляют при температуре формования 240-260 С в интервале скоростей сдвига 1,5610 -1,1б 10 с через фильеры диаметром. 0 5; 0,92; .1,5; 2 мм аналогично известному способу. Полученные результаты представлены в табл. 8.

Ф о рмул а и зо брет е ни я

Способ получения композиционных нитей формованием из расплава смеси полимеров, один иэ которых повышает степень расширения струи расплава выше аддитивного значения„отличающийся тем, что, с целью повышения производительности

1714000 процесса, формование осуществляют при

180 — 300 С из расплава, дополнительно содержащего 6-677 полиэтилена высокого давления с показателем текучести 0,3-2,0 в.

Таблица 1

Коэффициент расширения экструдата в

Максимальнодостижимая скорость формования, м /мин

Вариант

Максимальная кратность вытяжки Км (Твыт

120в С) Относительная прочность ни" тей, сН/Текс

14

17

53

52

59

156

183

218

14

f4

55

4

51

219 14

126 8

93 5

62 4

50

9

2,9

2,9

3,0

Таблица 2

Коэффициент расширения эхструдата

МаксимальноМаксимальная кратность вытяжки К,„ (т,„„120 С) Вариант достижимая скорость формования, и/мин

6,2

10

6,2

5,5

4,8

4,7

4,6

4,0

3,5

13

156

188.

13

194

10

3,3

3,1

3,4

3,6

100

5

7

9

11

Состав полимерной добавки

ЗЩ (основной компонентполипропилен 703) 1003 ПЭНД

9М ПЭНД + 63 ПЭВЛ

833 ПЭНД + 173 ПЭВЛ

773 ПЭНД + 23 ПЭВЛ

671 пэнд + ЗЗЖ пэвд

503 ПЭНЛ + 503 ПЭВЛ

ЗЗФ пэнд + 673 пэВЛ

233 ПЭНД + 773 ПЭВД

173 пэнд + 833 пэВЛ

6 ПЭНД + 943 ПЭВЛ

100ж пэВД

Состав полимерной добавки

303, (основной компонентполипропилен 703) 100ь ПНП

97ь ПМП + Зь ПЭВЛ

9ff3 ПМП + 6Т ПЭВД 833 ПМП + 17 ПЭВЛ

773 ПМП + 233 ПЭВД

673 ПМП + ЗЗФ ПЭВД

503 ПМП + 503 ПЭВЛ

ЗЗЖ ПМП + 673 ПЭВЛ

233 ПМП.+ 773 ПЭВД

173 ПМП + 831 ПЭВД

63 ПМП + 943 ПЭВЛ

° 100ь ПЭВД

5,1

4,7

4,2

4,0

3,5

3,3

3 0

2,9 расчете на массу полимера, повышающего степень расширения струи расплава выше аддитивного значения.

1714000

Таблица 3

ы«» «««»«««»»

Коэффициент расширения экструдата

Максимальнодостижимая скорость формования, мlмин

Максимальная кратность вытяжки К (1 выт =

150 С) 12

5

7

52

Табли ца 4!

Коэффициент, Ма ксимал ь норасширения,достижимая! экструдата скорость

В формования, м/мин

1 ( Максимальная

l кратность вытяжки К„, (T5t,1

120 ОС) 1004 ПС

944 ПС + 64 РЗВД

121

72

68

47

7

9

V

Вариант Состав полимерной добавки

30ь „(основной компонент— полиоксиметилен 704) 100ь ПЗВД

94Ж пэнд + 6ж пэвд

833, ПЭНД + 17Ф ПЭВД

674 ПЭНД + 334 ПЗВД

584 ПЗНД + 423 ПЗВД

503 ПЭНД + 50Ф ПЗВД

334 ПЭНД + 674 ПЭВД

174 ПЭНД + 833 ПЗВД

1004 ПЭВД

Вариант -Состав полимерной добавки

303 (основной компонентполипропилен 704) 83io ПС + 174 ПЗВД

773 ПС + 23:о ПЗВД

673 ПС + 334 ПЗВД

501 ПС + 503 ПЭВД

33< пс + 67Ф пэвд

233 ПС + 773 ПЗВД

17/ ПС l + 833 ПЭВД

6Ф ПС + 943 ПЭВД

1 00>о ПЭВД

12,0

11,8

11,4

8,7

6,7

5,2

2,8

2,4

2,6

6,6

5,5

4,8

4,7

4,2

3,6

3,4

3 4

3 4

3,3

3,2

13

13

14

14

14

1714000

9;

ИаксимальноКоэффициент расширения экструдата

Вариант достижимая скорость формования, м/мин

17

1

3

4. 9

Таблица 6

Вариан

Иаксимальновозможная кратность вытяжки К (Tebn- =

120ОС) Ма ксимальнодостижимая скорость формования, м/мин

Коэффициент расширения экструдата

1

5

7

10

Состав полимерной добавки

303 (основной компонентполипропилен 703) 100> ПЭНД .

943 ПЭНД + 6Ф ПЭВД

833 ПЭНД + 173 ПЭВД

77Ф ПЭНЛ + 23> ПЭВЛ

673 ПЭНД + 333 ПЗВД

50 ПЭНД + 504 ПЭВД

333 ПЭНД + 673 ПЭВИ

234 ПЭНД + 773 ПЭВД

173 ПЭНД + 834 ПЭВД

63 ПЭНД + 943 ПЭВД

1003 ПЭВД

Состав полимерной добавки

303 (основной компонентполистирол 703) 1004 ПЭНД

943 ПЭНД + 63 ПЭВД, 834 -ПЗНД + 173 ПЭВД

773 ПЭНД + 233 ПЗВД

673 ПЭНД + 333 РЗВД

50З панД + 50 пзвд

ЗЗЖ ПЭНД + 673 ПЭВД

233 ПЭНД + 774 ПЭВД

17 ПЭНД + 83Ф ПЗВД

63 пэнд + 943 пэвд

1004 ПЭВД

5,I

5,1

5, I

5 0

4,6

4,6

4,5

4,4

4,1

4,0

8,6

7,4

6,7

5,6 . 4,7

4,1

4,0

3,8

3,6

3,5

3,5

52

62

73

61

8

32

81

79

58

42

38

Табли ца 5

Иаксимальная кратность вытяжки К (твь1т120 С)

1 1

14

14

14

14

14

12

13

13

13

13

13

ll

6

1714000

0 ВОЛ бли

Вариант СОстав полимерной добавки

302 (осноенод компонентмолнпропилен 702) Коаффициент ра смирении акструдате

Наксимальнодостииимал скорость, и/мим

Накситально° оамоинап кратность амтликм Км (Т

120+ ) 1002 ПЭНД

942 лэнд + 62 пЭВД

83\ ПЭНД + I78 ПЭВД

772 ПЭНД + 232 ПЭВД

672 ПЭНД + 332 ПЭВД

502 ПЭНД + 502 ПЭВД

ЗЗЭ ПЭИД + 674 ПЭВД

232 ПЭНД + 772 ПЭВЛ

172 ПЭНД + 832 A30il

68 ПЭНД + 940 ПЭВД

1002 ПЭВД

Таблица 8

Наксимальнодостипииап скорость

Формова мил, н/иин

Козффлцнент расмиренил вкструдата

Условии фориоаамил

Скорость сдвига в фильере

С, с-1

0,5 ми

Диаметр фнльерм

Подача расплава

11,61 сит/мин

1,56 10 5,4

Диаметр фильерм

Подача расплава

5,54 снт/мин

0,5 ни

7,46 10 5 ° 1

0,92 ии

Д анетр Фильерм

Подача расплава

5,5Ь сит/мнн

1,?1 ° 10 5,1

1,5 ин

Диаметр фипьерм

ПОдача IIIIClllli16

1I,61 си 1/мин

Диаиатр Фильерм

Подача расплава

5,54 смь/мин

Диаметр фильери

Подача раоплаеа 11,61 .сит/мин

5,77 10 5.,3

1,5 IIII

2,75 "10 5 8

2,0 ми

2,34 10 4,4

Немее 5 и/мин.2,0 мм

Диаиетр фильерм

Подача ртасплава

5,54 сн /ннн

1,16 10

4 ° 8

Немее 5 и/иин

Составитель И.Девнина

Техред М.Моргентал Корректор Э.Лон(акова

Редактор В.Данко

Заказ 664 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат ИПатент",г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

3

Ь

6

8

37

3,4

3,3

3,2

3,2 .3,1 3,0

3 ° 1

3 ° 2

3>2

3,2

22

52

74

133

36

37

41, 43

14

14

\2

9

7