Способ получения модифицированного полиакрилонитрильного волокна

 

Использование: текстильная промышленность для технических целей. Сущность изобретения: свежесформированное гель волокно из раствора сополимера акрилонитрила после вытяжки подвергают авиважной обработке в присутствии 5-15%-ного раствора триполифосфата натрия. Обработку ведут до содержания последнего на волокне 2,5-7,0 мас.%. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю 0 01 F 11/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4939018/05 (22) 22.05.91 (46) 30.03.93, Бюл. N 12 (71) Энгельсский филиал Саратовского политехнического института (72) С.Е.Артеменко, В.И.Бесшапошникова, Л.Г.Панова и Т,В,Тимошина (73) Энгельсский филиал Саратовского политехнического института (56) Кулински Д,А„Емец Л.Д, Котецкий В.В„

Вольф Л,А. Модифицирование полиакрилонитрила и волокон íà его основе гидроксиламином, Химические волокна, 1976, ¹ 6, с..

21-22, Коральник Н,Г., Геллер А.А, Геллер Б.Э., Слепакова С.И. Модификация волокна нитрон методом инклюдации. Химические волокна, 1973, N 1, с. 74-75.

Продан Е.А., Продан А,И„Ермошенко

Н,Ф. Триполифосфаты и их .применение, Минск.: Наука и техника, 1969, с. 533.

Изобретение относится к модифицированным химическим волокнам и может быть использовано в производстве полиакрило нитрильного волокна для текстильной промышленности и технических целей.

Целью изобретения является улучшение физико-механических и физико-химических свойств полиакрилонитрильного волокна.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения модифицированного

ПАН волокна, заключающемся в формовании сополимера полиакрилонитрила, вытяжке волокна, модификации свежесформованного гель-волокна, авиважнай обра„„59„„1806227 АЗ (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛЬНОГО ВОЛОКНА (57) Использование: текстильная промышленность для технических целей. Сущность изобретения: свежесформированное гель волокно из раствора сополимера акрилонитрила после вытяжки подвергают авиважной обработке в присутствии 5-15%-ного раствора триполифосфата натрия. Обработку ведут до содержания последнего на волокне 2,5-7,0 мас,%, 1 табл. ботке и окончательной сушке волокна, модификацию проводят на стадии авиважной обработки, введением в авиважный раствор

5 — 15 % триполифосфат натрия (ТПФН) при следующем соотношении компонентов в модифицированном волокне, мас,%:

Сополимер полиакрилонитрила 93-97,5

Триполифосфат натрия 2,5-7,0

Применяемые материалы выпускаются по следующим ГОСТам:

Полиакрилонитрильное волОКНО О СТ 6-06-2-80.

Триполифосфат натрия ГОСТ 13493-86, белый порошок, химическая формула

1806227

Триполифосфат натрия ГОСТ 13493-86, белый порошок, химическая формула

NasPaO

Первый способ получения модифицированного ИПН волокна предусматривает следующие стадии: формование, где радиальный раствор поступает в осадительную ванну; представляющую собой раствор роданистого натрия; двухстадийная пластификационная вытяжка и промывка волокна от роданистого . натрия; обработка волокна водным раствором серной кислоты: вытяж- ка волокна в среде пара и предварительная сушка; обработка модифицирующим раствором ТПФН совмещенная с отделочной препорацией (авиважной обработкой); окончательная сушка волокна, намотка и резка, сортировка, маркировка и упаковка.

Модификацию осуществляют в производственных условиях на Саратовском ПО

"Нитрон" следующим образом: в ванну с авиважным раствором дополнительно вводят ТПФН с таким расчетом. чтобы концентрация его в авиважном растворе составляла 3,5,10,15 и 20%. Температура модифицирующего раствора — 40-50 С.

Скорость движения волокна 32,5-34 м/мин

+ 1%. Избыток авиважного раствора с

ТПФН отжимают на отжимных вальцах. В результате такой модификации на волокно наносят 1,5; 2,5. 5. 7 и 8 масс. ТПФН, который проникая в структуру волокна вступает с ним во взаимодействие. Наличие взаимодействия сополимера полиакрилонитрила с ТПФН доказано рентгеноструктурными и рентгенфлюоресцентным анализами и электронной растворной микроскопией с микрозондным анализатором.

Сравнительный способ получения модифицированного ПАН волокна заключается в том, что обработке водным раствором

ТПФН подвергалось высушенное кондиционное ПАН волокно.Для этого после авиважной обработки и сушки волокна подвергали обработке модифицирующим раствором

ТПФН. Концентрацию водного раствора

ТПФН изменяли также как и в первом случае с 3 до 20% Температура раствора и скорость движения волокна как в первом способе. Далее волокно подвергалось дополнительной сушке при температуре 105110 С с последующей намоткой или резкой, сортировкой, маркировкой и упаковкой.

Свойства полученного модифицированного ПАН волокна представлены в таблице, Как видно из таблицы при модификации раствором ТПФН инклюдационным способом свежесформированного гель-волокна полученное модифицирование ПАН волокно характеризуется более высокими показателями прочности: относительной прочностью, прочностью в узле и в петле, а также большей устойчивостью к горению (примеры 1-5), чем модифицированное в сухом состоянии — кондиционное ПАН волокно (примеры 7-11) при содержании ИПФН в его

10 структуре, материалах, Такое качество привносится в волокно ТПФН, относящимся к поверхностно-активным веществам; меньшая токсичность при пиролизе (по данным ступенчатой газовой пиролитической хроматографии), 50 что характеризуется снижением в 2 раза . содержания цианистого водорода в газах пиролиза.

Связано это с тем, что инклюдационный способ введения в волокно ТПФН способст55 вует более равномерному распределению и взаимодействию его в структуре волокна, что отражается на процессе циклизации полиакрилонитрила при пиролизе в сторону резкого снижения выхода цианистого волоОбработка гель-волокна 3% концентрацией ТПФН в авиважном растворе незначительно повышает прочнос ть волокна

15 (пример 1), по сравнению с немодифицированнным (пример 6). Наиболее высокими показателями физико-химических и физикохимических свойств характеризуется волокНр содержащее 2,5; 5 и 7,0% ТПФН в своем

20 составе (пример 2, 3 и 4). Дальнейшее увеличение содержания ТПФН в волокне до 8% (пример 5) приводит к снижению его прочностных характеристик.

Характерным для модифицированного

25 инклюдационным способом волокна с 2,5-5 и 7 ТПФН в структуре по сравнению с прототипом (пример 12), ПАН волокно, модифицированное полиметилметакрилатом, является повышение разрывной нагрузки

30 на 9-10%, прочности в петле на 13-35% и в узле на 2-22%; повышение устойчивости к горению — кислородный индекс (КИ) возрастает на 2-3.5%., Важно, что после 3-х кратной стирки в

35 горячей воде КИ не снижается..

Модифицированное ТПФН ПАН-волокно инклюдационным способом приобретает новые свойства, такие как улучшенная - в

2 раза (таблица) по высоте капилярного под40 нятия) смачиваемость олигомерами — эпоксидными, фенолоформальдегидными и меламиноформальдегидными, что является весьма важным для адгезионного взаимо- действия такого волокна в композиционных

1806227

Формула изобретения

Способ получения. модифицированного полиакрилонитрильного волокна, включаю-. щий формование из раствора сополимера

5 полиакрилонитрила, вытяжку, авиважную обработку и сушку с использованием модифицирующего агента. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения физико-механических и физико-химических свойств, в

10 качестве модифицирующего агента используют 5 — 15%-раствор триполифосфата натрия и вводят его на стадии авиважной обработки до содержания триполифосфата . в волокне 2,5-7,0 мас.%.

15 рода с 66 до 34 см /мг; повышенная термоустойчивость модифицированного волокна, температура начала основной стадии деструкции на 10-12О смещается в область более высоких температур.

Кроме того, предлагаемая модифика.ция ПАН волокна ТПФН инклюдационным способом отличается от технологии получения ПАН волокна модифицированного

ПММА тем, что сокращается стадия полимеризации (прививки) метилметакрилэта и его отмывки, так как ИПФН вводится в авиважную ванну и не требует дополнительной стадии и оборудования, Свойства иодивицированного ПДН волокна

Г

Кисло- Сиачивародный еиость индекс, 502 р"рон

2 сиопа

СФ-342А, h, ии

Сос- (Разривная наТПФН . сН

Состав нас

Концентрация

ТПФН в

Относительная прочность, сН/текс

Прочность в петле, 2 от исходного

Удлинение, В нодиф.волокна

2 тав грувка

ПДН пдн гельволокио авивамдицион. волокно нон р-ре, 2 исходи

98,5

97,5

95,0

93,0

92,0

36,1

38,80

38, 59

36,98

35,0

35,0

35,05 .

35,20

36,28

34,09

35,33

1,5

2,5

5,0

7,0

8,0

20,5

53

54!

53

52

32

39

44

47

42

15

98,5

97,5

95,0

93,0

92,0 !

0-50ь пннй

1>5

2,5

5,0

7,0

8,0 а

15

12 прото" тип

Составитель И.Девнина

Техред М.Моргентал Корректор M,Êåðåöìýí

Редактор А.Егорова

Заказ 967 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

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

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

10,5

11, 05

11,69

11>01

10,8

9,6

9,7

10,0

10,5

10,2

9,5

10,110,6

30,0

33,48

35,4

33,3

32,7

27,4

29,4

30,0

31,5

30,9

28 ° 7

30,632,!

43,7

48,65

49,0

47;1

43,3

4,26

42,9

41,9

45,8

43,5

42,0

31,343,0

54,3

67,0

68,5

67,7

55,6

49,8

49>1

57,3

59,7 55, 1

48,7

52,467,3

21,5

22,5

23,0

23,5

19,5

19,5

19,5

20,0

20,0

20,5

19,5