Способ получения полигексаметиленадипамидного волокна

 

Использование: для армирования каучука , изготовления корда для покрышек, ремней и подобных изделий, в качестве материала для отделки интерьера, изготовления одежды. Сущность изобретения: расплав полигексаметиленадипамида с относительной вязкостью по муравьиной кислоте 50- 100 экструдируют через фильеру со скоростью 1000-5000 м/мин. Охлаждают экструдат. Вытягивают при 180-280°С с использованием нагревателей, установленных между вытяжными роликами со скоростью 10-100 м/мин, нагревание осуществляют контактным или бесконтактным способом. 4 фиг. 14 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s D 01 F 6/60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ЬЭ

О

О

О (21) 3805252/05 (22) 19,10.84 (46) 07.07,93. Бюл. hL 25 (31) 58-195170; 58-195171 (32) 20.10.83 (33) JP (71) Асахи Касеи Когио Кабусики Кайся (JP) (72) Каэаюки Китамура (JP) (56) Патент СССР М 1597110, кл. D 01 F 6/60, 1983. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИГЕКСАМЕТИЛ Е НАДИ ПАМИДН О ГО ВОЛОКНА (57) Использование: для армирования каучука, изготовления корда для покрышек, реИзобретение относится к технологии химических волокон, в частности к получению полигексаметиленадипамидных волокон, характеризуемых высокой стабильностью размеров (безусадочностью) и высокой усталостной прочностью (выносливостью), и может быть предназначено для армирования каучука, для изготовления корда для покрышек, ремней и подобных изделий.

Цель изобретения — снижение усадки и повышение усталостной прочности волокна.

Цель достигается тем, что расплав полимера с относительной вязкостью по муравьиной кислоте 50-100 экструдируют через фильеру со скоростью 1000-5000 м/мин. Охлаждают экструдат и вытягивают при 180 — 280 С с использованием нагревателей, установленных между вытяжными,, Ж„„1827000 АЗ мней и подобных изделий, в качестве материала для отделки интерьера, изготовления одежды, Сущность изобретения: расплав полигексаметиленадипамида с относительной вязкостью flo муравьиной кислоте 50100 экструдируют через фильеру со скоростью 1000-5000 м/мин. Охлаждают экструдат. Вытягивают при 180 — 280 С с использованием нагревателей, установленных между вытяжными роликами со скоростью 10-100 мlмин, нагревание осуществляют контактным или бесконтактным способом. 4 фиг. 14 табл. роликами контактным или бесконтактным способом со скоростью 10 — 100 м/мин.

На фиг. 1 схематично представлено типичное устройство для прядения иэ расплава, используемое для получения невытянутой пряжи из полигексаметиленадипамида, в соответствии с настоящим изобретением; на фиг. 2 схематично показано устройство для вытяжки при нагревании, используемое при вытяжке в одну стадию; на фиг. 3 схематично показано устройство для вытяжки при нагревании, используемое при вытяжке в две стадии; на фиг. 4 показан поперечный разрез нагревателя неконтактного типа.

Полигексаметиленадипамид, используемый в соответствии с настоящим изобретением, состоит, в основном, из повторяющихся элементов, характеризуемых следующей формулой:

1827000

Согласно изобретению, указанный выше полимер, высушенный до содержания влаги, не превышающего 0,1 мас., весовых, подвергается прядению из расплава (формованию из расплава) с помощью прядильной (формующей) машины экструзионного типа; или расплавленный полимер, полученный с помощью процесса непрерывной полимеризации, пропускается через трубопровод на прядильную головку, в результате чего происходит непосредственное прядение полимера. На этой стадии прядения температура расплава предпочтительно составляет от 270 до 320 С. Полученный таким образом экструдат охлаждается холодным воздухом, в результате чего осуществляется его отверждение и при этом производится добавление замасливателя (смазочного агента). Пряжа, состоящая из отдельных волокон, подается подающим роликом и затем наматывается, Пряжа может быть непосредственно намотана на бобину, после нанесения замасливателя без использования подающего ролика. Представляется необходимым, чтобы скорость намотки была равна от 1000 до 6000 м/мин. В том случае, если скорость намотки является меньшей чем 1000 м/мин, то улучшение в усталостной прочности (выносливости) и в улучшении в стабильности размеров (безусадочности) являются незначительными. В том случае, если скорость намотки превышает б000 м/мин, то прочность и удлинение вытянутой пряжи являк тся низкими. Представляется предпочтительным, чтобы скорость намотки не превышала 5000 м/мин.

В случае применения полигексаметиленового адипамидного волокна, и если скорость прядения составляет примерно от 600 до примерно 4000 м/мин, то намотанная пряжа вытягивается в результате абсорбции влаги и в этом случае невозможно обеспечить нормальный процесс намотки, Соответственно, в том случае, если скорость намотки составляет от 1000 до 4000 м!мин, то должен быть использован метод, в соответствии с которым охлажденная пряжа подвергается усадке паром и за гем намотке, либо должен быть использован метод, в соответствии с которым пряжа принимается натяжным роликом, затем подвергается вы5

55 тяжке, с коэффициентом вытяжки, не превы шающим 2,0, причем эта вытяжка осущест вляется между натяжным роликом ь последующим роликом, а затем произво дится намотка пряжи.

В том случае, если скорость намотк превышает 4500 м в минуту, натяжение во локна (пряжи) при намотке возрастает, и бумажные бобины (шпули) не могут быт сняты со шпинделей намоточной машины вследствие того, что усадка волокна nv подьем кромки имеет место на участках близких к концевым поверхностям (торцам бобин с пряжей, Эта тенденция является е особенности заметной в тех случаях, когда скорость намотки превышает 5000 м/мин. В этом случае представляется необходимым использовать метод, в соответствии с которым пряжа натягивается натяжным роликом, далее пряжа подвергается релаксаци до 10 /,, и эта релаксация осуществляется на участке между натяжным роликом и последующими роликами, а затем пряжа подвергается намотке. П редставляется предпочтительным, чтобы двойное лучепреломление BblcoKQOpviBHTMpOBBHHQvt полигексаметиленовой адипамидной невытянутой пряжи перед проведением операции вытяжки было равно в диапазоне от 20Х10 дс

50X1G, В том случае, если это лучепреломление является меньшим чем 20Х10 то улучшение в усталостной прочности (sblHoc ливости) и стабильности размеров (безусадочности) являются незначительными для вытянутого волокна, В Tol случае, если величина двойного лучепреломления превышает 50Х10, то повышение прочности является недостаточным, однако при этом можно придумать метод растяжения, такой как в соответствии с настоящим изобретением. Представляется в особенности предпочтительным, чтобы величина указанного выше двойного лучепреломления находилась в диапазоне от 25X10 до 45Х10

На стадии растяжения нерастянутой пряжи, характеризуемой большими значениями денье, такой как например, пряжи, используемой для изготовления кордной ткани для покрышек, первоначально использовались скорости растяжения от нескольких сотен до нескольких тысяч метров в минуту вблизи концевого вытяжного ролика. Увеличение скорости растяжения приводит к увеличению производительности и, в псследнее время, скорость растяжения была увеличена до уровня нескольких тысяч метров в минуту путем использсвания процесса прямого прядения — растяжения. Бы1827000 ло установлено, что в тех случаях, когда высокоориентированная не подвергнутая растяжению пряжа подвергается растяжению, то влияние скорости растяжения на физические свойства растянутой пряжи является значительно более сильным, по сравнению с тем случаем, когда пряжа является слабоориентированной, и эта нерастянутая пряжа подвергается растяжению. С тем, чтобы получить пряжу, являющуюся предметом настоящего изобретения, представляется необходимым, чтобы скорость растяжения вблизи концевого вытяжного ролика не превышала 100 м/мин. В том случае, если скорость растяжения превышает этот критический уровень, увеличение прочности и удлинения в полученном волокне являются недостаточными и усталостная прочность (выносливость) и стабильность размеров (безусадочность) снижаются. В особенности представляется предпочтительным, чтобы скорость при растяжении не превышала 50 м/мин.

В том случае, если скорость растяжения является слишком низкой, то не происходит какого-либо отрицательного влияния на физические свойства получаемого полигексаметиленового адипамидного волокна, но производительность является крайне низкой. В соответствии с этим с практической точки зрения целесообразно, чтобы скорость растяжения была равна по меньшей мере 2 мlмин.

В соответствии с настоящим изобретением может быть использовано одностадийное растяжение или многостадийное растяжение, включающее по меньшей мере две стадии. В последнее время при производстве высокопрочных пряж для изготовления кордных тканей для покрышек получил распространение многостадийный процесс растяжения для производства такой высокопрочной пряжи, В соответствии с данным процессом, пряжа, характеризуемая достаточной прочностью, усталостной прочностью (выносливостью) и стабильностью размеров (безусадочностью) может быть получена с помощью одностадийного процесса .растяжения. В том случае, если используется одностадийный процесс растяжения, то технологическое оборудование может быть более простым и может быть достигнут эффект экономики энергозатрат.

Что касается устройства, представляющего собой вытяжной ролик и используемого в соответствии с настоящим изобретением, то в данном случае можно указать на возможность применения узла

55 вытяжного ролика "Nelson", содержащего две пары принудительно вращаемых роликов, а также узел растяжения, содержащий как принудительно вращаемые ролики, так и свободно вращающиеся ролики, а также узел роликов, содержащий от 5 до 9 принудительно вращаемых роликов, который обычно используется для изготовления штапельной пряжи или пряжи из элементарного волокна (моноволокна, мононити), Подающий валик (ролик) предпочтительно устанавливается перед вытяжным роликом с тем, чтобы создать усилие на волокнах пряжи, подвергаемой вытягиванию, и представляется предпочтительным, чтобы растяжение, меньшее 5%, производилось для пряжи на участке между подающим валиком и вытяжным роликом. Естественно, в этом случае может быть применен метод, в соответствии с которым применяются три или несколько стадий, использующих вытяжные ролики, и растяжение, меньшее, чем

5, производится на участке между вытяжным роликом первой стадии и вытяжным роликом второй стадии.

Вытяжной ролик первой стадии предпочтительно должен иметь зеркальную полировку, а вытяжные ролики, применяемые на второй и третьей стадиях предпочтительно должны иметь либо поверхность с зеркальной полировкой, либо глянцевую поверхность со степенью чистоты не более

10S, Далее, поверхности с зеркальной полировкой и поверхности с глянцевым покрытием могут быть расположены попеременно на вытяжных роликах на второй и последующих стадиях. В случае использования роликового узла типа "Nelson" или роликового узла, состоящего из комбинации ведомых роликов (принудительно вращаемых роликов) и свободно вращающихся роликов пряжа наматывается на вытяжные ролики, с помощью от 2 до 7 оборотов (витков). Порядковый номер ролика может быть небольшим, когда это относится к роликам, имеющим зеркальное покрытие и порядковый номер роликов возрастает по мере снижения чистоты обработки поверхности в направлении к роликам, имеющих глянцевую поверхность. Может быть использовано число роликов, большее 7, но в этом случае увеличивается длина участка, оснащенного роликами, и процесс становится экономически менее выгодными.

В обычном случае вытяжной ролик поддерживается при температуре, превышающей комнатную температуру. В соответствии с обычным процессом, пред1827000 назначенным для вытяжки высокоориентированной нерастянутой пряжи, первый вытяжной ролик поддерживается при температуре в диапазоне от 80 до 150 С, а второй вытяжной ролик поддерживается при температуре от 160 до 240 С. Естественно, что в соответствии с настоящим изобретением эти температуры могут быть использованы для вытяжных роликов, но даже в том случае, если эти вытяжные ролики поддерживаются при комнатной температуре, процесс растяжения может быть осуществлен без каких-либо нарушений при условии, что при проведении процесса, являющегося предметом настоящего изобретения, используется подогреватель пряжи.

Таким образом, это позволяет упростить технологическое оборудование и обеспечить экономию энергоресурсов.

В соответствии с предпочитаемым способом реализации настоящего изобретения, устройство для подогрева пряжи устанавливается между вытяжными роликами с тем, чтобы обеспечить горячую вытяжку. Устройство для подогрева пряжи может быть либо контактного типа, либо неконтактного типа. В том случае, если нагревание осуществляется с помощью устройства контактного типа, то температура нагревателя должна быть в диапазоне от 180 до 260 С, а в том случае, если используется устройство для подогрева неконтактного типа, то температура этого устройства должна быть равна в диапазоне от 200 до 280 С, В случае применения контактного процесса нагревания и в том случае, если температура нагревательного элемента ниже

180 С, то процесс вытяжки не может быть успешно осуществлен, а в том случае, если температура нагревательного элемента превышает 260 С, то имеют место обрывы нитей пряжи, вызванные плавлением этих нитей.

В том случае, если применяется неконтактный способ нагревания и если температура нагревательного элемента ниже 200 С, то процесс вытяжки не может быть удовлетворительно осуществлен, В том случае, если температура нагревателя выше 280 С, то имеют место обрывы нитей пряжи вследствие плавления этих нитей.

Обычно для этих целей часто используется горячая пластина в качестве нагревателя для пряжи. При проведении обычного процесса теплового расширения температура горячей пластины поддерживается в диапазоне от 180 до 220 С.

Также в соответствии с настоящим изобретением температуры в диапазоне от 180 до 230 С могут быть использованы в том случае, если нагрев осуществляется контактным способом, и температуры в диапазоне от 200 до 240 С могут быть использованы в том случае, если нагрев осуществляется неконтактным способом. Однако, с тем, чтобы получить волокно, характеризуемое высокой прочностью и удлинением и высокой стабильностью размеров (безусадочностью), представляется предпочтительным использовать более высокие температуры для нагревателя пряжи, То есть представляется предпочтительным использовать температуры в диапазоне от 230 до 255 С в том случае, если нагрев осуществляется контактным способом и использовать температуры в диапазоне от 240 до 275 С в случае, если нагрев осуществляется неконтактным способом. В том случае, если температура нагревателя контактного типа повышается, то это приводит к образованию смолистой, дегтеобразной субстанции, образующейся из отделочного средства (аппретирующие добавки), наносимого на пряжу, и эта смолистая субстанция откладывается на поверхности нагревателя для пряжи. B связи с этим представляется предпочтительным использовать процесс нагревания неконтактного типа.

Предпочитаемая реализация процесса, являющегося предметом настоящего изобретения, далее будет описана более детально со ссылками нэ соответствующие рисунки.

На фиг. 1 показана стадия прядения из расплава, на фиг. 2 показана стадия растяжения, осуществляемая с помощью одностадийного процесса растяжения и на фиг.

3 показана стадия растяжения, осуществляемая с помощью двухстадийного процесса растяжения.

Рассмотрим фиг. 1. Расплавленный полигексаметиленадипамид подвергается экструзии через многоканальный мундштук (фильеру) 1, имеющий множество отверстий малого диаметра, и поступает через пространство, температура в котором регулируется с помощью нагревательного цилиндра

2, установленного рядом с фильерой. Далее, экструдат подвергается охлаждению холодным воздухом и тем самым обеспечивается отверждение нитей полигексаметиленадипамида. Холодный воздух подается воздуходувкой с постоянной скоростью из воздушной камеры 3 холодильника и затем нити полигексаметиленадипамида паром 4

1827000

10 вдуваются в паровой кондиционер 5. Отделочное средство наносится на полученную пряжу с помощью смазочного ролика 6. Полученная таким образом пряжа подается с помощью натяжных роликов 7 и далее наматывается в виде необработанной пряжи на бобины 9 с помощью намоточного устройства 8.

Полученная таким образом бобина 9 с намотанной нерастянутой пряжей устанавливается на узел теплового растяжения, и такая пряжа представляет собой исходный материал, предназначенный для использования на стадии растяжения, показанной на фиг., 2. Пряжа, не смотанная с бобины с нерастянутой пряжей, подается в подающий (питающий валик) (прядильный диск) 10 и усадка, достигающая нескольких процентов, обеспечивается для пряжи на участке между подающим валиком 10 и первым вытяжным роликом 11. Устройство 12 для нагрева пряжи установлено между первым вытяжным роликом 11 и вторым вытяжным роликом 13, и пряжа подвергается тепловому растяжению на участке между первым вытяжным роликом 11 и вторым вытяжным роликом 13 и затем подвергается намотке в виде пряжи 14, подвергнутой растяжению.

Далее, бобина 9 с пряжей, не подвергнутой растяжению, аналогично устанавливается на устройство для теплового растяжения, и эта пряжа является исходным материалом, предназначенным для использования на стадии растяжения, представленной на фиг. 3. Пряжа, не смотанная с бобины 9, содержащей нерастянутую пряжу, заправляется в подающий валик 10 и усадка, достигающая нескольких процентов, производится на участке между подающим валиком 10 и первым вытяжным роликом 11, Подогреватель 12 для пряжи расположен между первым вытяжным роликом 11 и вторым вытяжным роликом 13, а другой подогреватель для пряжи 15 установлен между вторым вытяжным роликом

13 и третьим вытяжным роликом 16. Эта пряжа подвергается растяжению в две стадии между первым и вторым вытяжными роликами и между вторым и третьим вытяжными роликами, и эта пряжа наматывается в виде растянутой пряжи 14. В соответствии с реализацией, показанной на фиг. 3, пряжа может быть подвергнута тепловой обработке при релаксировании (ослаблении) вплоть до 15 между вторым вытяжным роликом и третьим вытяжным роликом.

На фиг, 4 показан поперечный разрез нагревателя неконтактного типа. Пряжа

55 подвергается нагреванию в тот момент, когда она проходит через канал для пряжи 18, окруженный нагревательным элементом 17 и теплоизолирующим элементом 19.

Относительная вязкость муравьиной кислоты представляет собой относительную вязкость, измеренную при температуре

25 С, для раствора полимера, полученного путем растворения полимера, в концентрации 8,4 мас. в муравьиной кислоте, имеющей концентрацию 90, Каждое из значений предела прочности при растяжении, удлинении и промежуточного удлинения определялось с помощью автоматического графического регистрирующего устройства (модель S — 100, производимая фирмой Shimazu Corp.) на образце пряжи длиной 25 см, при этом скорость движения диаграммой бумаги была равна 60 см/мин, скорость снижения (падения) была равна 30 смlмин и испытания производились на образце пряжи, перекрученной при

80 Тlм, которая была предварительно подвергнута кондиционированию в течение 24 ч в камере при температуре 20 С и относительной влажности 65o Фактор усадки в условиях сухого нагревания определялся для образца пряжи, которая предварительно была подвергнута кондиционированию в течение 24 ч в камере, в которой поддерживалась температура, равная 20 С и относительная влажность, равная 65, и при проведении этих испытаний использовали один метр пряжи, измеренной под нагрузкой (начальной нагрузкой), соответствующей 1/20 г/денье образца пряжи, и этот образец пряжи подвергался свободной усадке в течение 30 мин в воздушной печи, температура в которой поддерживалась равной 160 С, кондиционирование образца пряжи в указанной камере производилось в течение 4 ч, и затем измерялась длина образца пряжи при той же самой нагрузке, что и начальная нагрузка, Стабильность размеров (безусадочность) была выражена в виде суммы значений промежуточных удлинений при нагрузке 5,3 г/денье и фактора усадки в условиях сухого нагревания при температуре 160 С.

Степень кристаллической ориентации определялась с помощью Си К,-луча, с помощью широкоугольной рентгеновской рассеивающей аппаратуры, производимой фирмой "Rigaku Denki", и эта степень рассчитывалась из половинного значения ширины Н интенсивности распределения вдоль кольца Дебая интерференции эквато1827000

12 риальной линии (1,00) в соответствии со следующей формулой:

1 80о — Н о

Показатель отсутствия кристаллических дефектов определялся с использованием

СиК,, лучей с помощью широкоугольной рентгеновской рассеивающей аппаратуры, производимой фирмой "Rigaku Denki" и рассчитывался по значениям периодов кристаллической решетки d (100) и d/(010) + (110)/ поверхности (1,00) и поверхностей

/(0,1,0) + (1,1,0)/ в соответствии со следую- 15 щей формулой

d 100 баб 010 + 110 l

0,189

Размер трубы;

Внутренний диаметр

Внешний диаметр

Длина

Угол изгиба

Внутреннее давление

12,5 мм

26,0 мм

230 мм

90о

3,5 кг/см (по манометру) 850 об/мин

Число оборотов

Опыт по определению усталостной прочности был проведен при укаэанных выше условиях, и определялось время, необходимое для разрушения трубы.

Изобретение иллюстрируется следую- 50 щими примерами и таблицами.

Пример 1. В соответствии с этим примером 50 -ный водный раствор гексаметилендиаммонийадипамида подают с постоянной скоростью, равной 2000 частей/час, и этот раствор подвергают концентрированию до 70 в концентратореемкости, и температуру повышают от 220 С до 250 С в течение периода времени, равного 1,5 ч в первой реакционной емкости и при

Температура Тмз<, представляет собой пиковую температуру динамического механического тангенса угла потерь (т9 д) как было измерено при частоте 110 Гц и при скорости повышения температуры, равной 25

3 С/мин в сухом воздухе.

В случае обработанных кордов величина промежуточного удлинения определялась при нагрузке, равной 2,65 г/денье.

Усталостная прочность определялась с помощью метода определения усталостной прочности для труб при следующих условиях: этом давление поддерживалось равным

17,5 кг/см . Далее, во второй реакционной

2 емкости давление снижалось до атмосферного и при этом производилось повышение температуры до 280 С. Пар отделялся в газожидкостном сепараторе, и процесс полимеризации проводился при 280 С при давлении 350 мм рт.ст. в течение 15 мин в полимеризационной емкости. Полученная таким образом реакционная смесь направлялась на прядильную головку по трубопроводу, и процесс прядения производился через многоканальный мундштук (фильеру), имеющую 624 отверстия диаметром 0,27 мм, при температуре 298 С, Относительная вязкость муравьиной кислоты для экструдата была равна 65, Сразу же после выхода из фильеры экструдат охлаждают и подвергают обработке паром, а затем на полученную таким образом пряжу наносят замасливатель, и волокно подают с помощью натяжного ролика, вращающегося со скоростью, как показано в табл. 1, и намотку производят с той же скоростью, что и скорость подачи.

Далее нерастянутую пряжу подвергают усадке на 1 на участке между подающим валиком, температуру которого поддерживают равной комнатной температуре, и первым вытяжным роликом, температуру которого поддерживают равной комнатной температуре, и затем производят растяжение при коэффициенте растяжения, равном, как показано в табл. 1, на участке между первым вытяжным роликом и вторым вытяжным роликом, температуру которых поддерживают равной комнатной температуре.

Горячая пластина, температуру которой поддерживают равной 238 С, и имеющая длину, равную 250 мм, была установлена между первым вытяжным роликом и вторым вытяжным роликом. Скорость растяжения равна 15 м/мин, это относится к периферической скорости второго вытяжного ролика.

Коэффициент растяжения представлял собой максимальный коэффициент растяжения, при котором не происходит обрывов пряжи в течение 15 мин. Свойства полученной растянутой пряжи указаны далее в табл. 1.

Первые крутки, соответствующие 32 шт/10 см, были произведены на полученной таким образом исходной пряже при 1890 денье и две из этих перекрученных пряж были пропущены через крутильную машину двойного кручения при количестве круток, равном 32,0 шт/10 см. Полученный корд был подвергнут обработке погружением в резорцинол-формалиновый латекс при температуре 160 С при растягивающем усилии, 13

1827000 равном 2,0 кг/корд, в течение 140 с в первой зоне; при температуре 230 С при растягивающем усилии, равном 3,8 кг/корд, в течение

40 с во второй зоне; и при температуре

230 С при растягивающем усилии, равном

2,6 кг/корд в течение 40 с, Количество нанесенного пропиточного состава (адгезива) составляло 4,5%. Физические свойства отработанного корда показаны в табл. 2, Как можно видеть из табл. 2, при скорости прядения, превышающей 1000 м/мин происходит увеличение показателя отсутствия кристаллических дефектов и пиковая температура TìÂêñ. снижается, и при этом может быть достигнута превосходная стабильность размеров и усталостная прочность. Из данных, представленных в табл, 2, можно также видеть, что чем выше скорость прядения, тем более значительно улучшаются стабильность размеров и усталостная прочность, Пример 2. Нерастянутая пряжа была получена в соответствии с той же самой методикой, которая была описана выше в примере 1, за исключением того, что скорость прядения изменялась до 1500 м в минуту или 3000 мlмин, и нерастянутая пряжа подвергалась растяжению в соответствии с методом растяжения, описанным в примере 1 при скорости растяжения, указанной в табл.

3 и 4, приводимых далее. Обработанный корд был получен из произведенной таким образом растянутой пряжи в соответствии с тем же самым способом, как было описано в примере 1. Полученные результаты представлены далее в табл. 3 — б.

Из данных, приведенных в таблицах, можно видеть, что в том случае, если скорость растяжения превышает 100 м/мин, то показатель отсутствия кристаллических дефектов, предел прочности при растяжении, удлинение, стабильность размеров и усталостная прочность снижаются.

Сравнительный пример 1.

Нерастянутая пряжа была произведена в соответствии с той же методикой, которая была указана в примере 1, за исключением того, что скорость прядения была изменена до 1500 M/ìèí или 3000 мlмин. Нерастянутая пряжа подавалась на первое роликовое устройство типа "Nelson" и далее последовательно подавалась на второе — четвертое роликовые устройства типа "Nelson" и при этом линейная скорость вращения постепенно увеличивалась таким образом, что процесс теплового расширения проводился в, три стадии. Полученная таким образом растянутая пряжа подвергалась намотке со

55 скоростью, равной 1500 м/мин, Роликовые устройства типа "Nelson" от первого до четвертого включали в себя соответственно роликовые пары 61 — G4 типа "Goddess".

Роликовые пары G1 — 64 поддерживались при комнатной температуре, температуре 80 С, при температуре 220ОC и температуре 230ОС соответственно. Соотношение линейных скоростей G2/G1 между роликовыми парами 62 и G1 было равно

1,01, а соотношение линейных скоростей

G3/G2 между роликовыми парами 63 и 62 являлось варьированным параметром, и соотношение линейных скоростей 64/63 между роликовыми парами G4/63 было равно

1,6, и, наконец, соотношение между скоростью намотки и линейной скоростью вращения роликовой пары 64 было равно 0,95.

Полученная таким образом растянутая пряжа подвергалась обработке в соответствии с той же самой методикой, которая была описана в примере 1 для получения обработанного корда. Полученные результаты представлены далее в табл. 3 — б.

Как видно из данных, представленных в этих таблицах, показатель отсутствия кристаллических дефектов, предел прочности при растяжении, стабильность размеров и усталостная прочность являются более низкими по сравнению с теми, которые были получены в соответствии с примером 2.

Пример 3. Нерастянутая пряжа, полученная при скорости прядения, равной

1500 м/мин, и которая была использована в примере 2, была подвергнута растяжению в соответствии с той же самой методикой, которая была описана в примере 1, но за исключением того, что температура нагревателя варьировалась, как указано далее в табл, 7, Обработанный корд был получен из полученной в результате растянутой пряжи в соответствии с той же самой методикой, которая была описана выше в примере 1. Полученные результаты представлены далее в табФ 8.

Изданных, приведенных в табл. 8, можно видеть, что при повышeíèè температуры растяжения способность к растяжению увеличивается, а показатель отсутствия кристаллических дефектов и стабильность размеров улучшаются.

Пример 4. Нерастянутая пряжа, полученная при скорости прядения, равной

1500 м/мин и которая была использована в примере 2, подвергалась растяжению в соответствии с методом растяжения, описанным в примере 1. Подогреватель 17, который имел канавку 18 для пояжи, изго15

1827000 товленную на поверхности этого нагревателя и имел тепловую изоляцию, обеспечиваемую окружающим указанный нагреватель теплоизолирующим элементом 19, как показано на фиг. 4, был установлен между пер- 5

BblM и вторым вытяжными роликами, Длина нагревателя была равна 500 мм, и пряжа пропускалась через указанную канавку нагревателя таким образом, что не происходило контакта пряжи с нагретой поверхностью нагревателя. Температура нагревателя поддерживалась такой, как указано в табл, 9, Обработанный корд был получен из произведенной в результате растянутой пряжи в соответствии стой же самой методикой,,которая была описана в примере 1. Полученные результаты представлены далее в табл, 10, Из данных, представленных в таблицах, видно, что в том случае, если используется нагреватель неконтактного типа, то температура может быть повышена и способность к растяжению увеличивается по сравнению с теми случаями, когда используется нагревание контактного типа. 25

Пример 5. Порция полигексаметиленадипамида, характеризуемая относительной вязкостью муравьиной кислоты, как показано далее в табл. 11, была подвергнута плавлению в экструдере, и полученный рас- 30 плав подвергался прядению через фильеру, имеющую 624 отверстия диаметром 0,25 мм. Этот процесс проводился при температуре 305 С. Полученная таким образом пряжа пропускалась через нагревательный 35 цилиндр, имеющий температуру, равную

350 С и длину, равную 150 мм, а затем эта пряжа охлаждалась и обрабатывалась паром. Далее, на эту пряжу наносился замасливатель, и пряжа принималась с помощью 40 натяжного ролика, вращающегося с линейной скоростью, равной 1400 мlмин, а затем наматывалась с той же самой скоростью, что и скорость подачи. Далее нерастянутая пряжа подвергалась усадке на 1 % на участке 45 между подающим (питающим) валиком, температура которого поддерживалась равной комнатной температуре, и первым вытяжным роликом, температура которого под-. держивалась равной 105 С и затем эта пряжа подвергалась растяжению при коэффициенте растяжения, как показано в приводимой далее табл. 11, на участке между первым вытяжным роликом и Вторым вы тяжным роликом, температура которого поддерживалась равной 220 С. Нагреватель контактного типа, в форме горячей пластины, температура которого поддерживалась равной 240 С, и имеющий длину, равную 250 мм, был расположен между первым вытяжным роликом и вторым вытяжным роликом, При проведении процесса растяжения скорость была равна 12 м/мин.

Свойства полученной таким образом растянутой пряжи указаны в приводимой далее табл. 11. Обработанный корд был получен из произведенной таким образом растянутой пряжи в соответствии с той же самой методикой, как было описано в примере 1. Полученные результаты представлены в табл.

12, приводимой далее.

Как можно видеть из данных, представленных в таблицах, усталостная прочность улучшается при увеличении вязкости, однако, достигнутый предел прочности при растяжении был практически максимальным при относительной вязкости муравьиной кислоты, равной от 80 до 90.

Сравнительный пример 2. Нерастянутая пряжа, полученная как было указано в примере 5, подавалась с помощью первого приемного ролика типа " goddet " и далее направлялась на второй, третий и четвертый натяжные ролики того же типа, линейная скорость вращения которых постепенно увеличивалась таким образом, что процесс теплового растяжения осуществляется в три стадии, Полученное волокно было намотано со скоростью, равной 1500 м/мин, Первый, второй, третий и четвертый ролики состояли соответственно из роликовых пар G1, G2, G3 и G4 типа "Goddet" соответственно. Роликовые пары G1, G2, G3 и G4 поддерживались соответственно при комнатной температуре равной 80 С; температуре, равной 220 С и температуре, равной 230 С соответственно.

Соотношение линейных скоростей вращения G2/Gi между роликовыми парами G2 и

G1 было равно 1,01, соотношение линейных скоростей вращения G3/G2 между роликовыми парами G3 и G2 являлось варьируемым параметром, соотношение линейных скоростей вращения G4/G3 между роликовыми парами G4 и G3 было равно 1 6 и соотношение между скоростью намотки и линейной скоростью вращения роликовой пары G4 было равно 0,95. Полученная таким образом растянутая пряжа подвергалась обработке в соответствии с той же самой методикой, которая была описана в примере 1 для получения обработанного корда, Полученные результаты представлены далее в табл. 13 и 14, Как можно видеть из данных, представленных в таблицах, предел прочности при растяжении, показатель отсутствия кристаллических дефектов, стабильность раз18

1827000

17 тa 6nи на !

Свойства ) асстянттой п яжи

Двойное лучепреломление

Ьп(Х10 З) нерастянутой пряжи

Проме- Фактор жуг. удли- усадки нение ()),) 1 (g) в пси на- условиях грузке 5.3 сухого наг/ ен г евания! Показатель ! отсутствия кристаллических е ектов

Предел прочн. при растяжении, г/ енье

Степень кристаллической ориентации

Скорость прядения. м/мин

Опыт ка

Козфф. растяжения

Стабильность размеров, Удлинение, )ь

500

5,8!

0.О

16.5 9.0

16,7 8,0

6.3

15,3

91,4

61,3 119

4,4! з,з

114 !! ооо

9,5

5,3

90,7

67,2

71.3 111

1500

32 з,з

9,3

16,4

7.6

12 !

91,3

1О т1.8 91,0

11.6 91,2 гооо

9,1 !

8.8 !

8,6

5.4 7,4

73. 7

15,3 / 7.4

73.8, 108 заоо

2.5

4.г !!

150 .,3

11.3, 90,2

73.6

4000

2,1

4.О !!

О7

73.3

73.9

4500

3.8

2,1

8,4

14,7 7,3

11,1 89 8

108

5000

2.0

8.1!

4.0 7.3

11.1 88.1

106 меров и усталостнэя прочность являются более низкими по сравнению с теми, которые были получены в примере 5, Пример 6. Нерастянутая пряжа, использовавшаяся в примере 3, была подвергнута усадке до 1% на участке между первым подающим валиком, температура которого поддерживалась равной комнатной температуре и первым вытяжным роликом, температура которого поддерживалась равной 90 С и процесс растяжения производился при величине коэффициента растяжения, равной 2,0 на участке между первым вытяжным роликом и вторым вытяжным роликом, температура которого поддерживалэсь равной 200 С. Далее растянутая таким образом пряжа подвергалась дальнейшему растяжению при коэффициенте растяжения, равном 1,6 на участке между вторым вытяжным роликом и третьим вытяжным роликом, температура которого поддерживалась равной 200 С, а затем производилась намотка этой пряжи, Нагреватель контактного типа, в виде горячей пластины, поддерживался при температуре, равной 235 С, причем длина этого нагревателя была равна 250 мм. Этот нагреватель был установлен между первым и вторым вытяжными роликами, а второй нагреватель контактного типа, в виде горячей пластины, имеющий длину, равную 250 мм, и температуру, равную 245 С, был установлен между вторым и третьим вытяжными роликами.

Скорость растяжения была равна 20 м/мин, Полученная таким образом растянутая пряжа характеризовалась пределом прочности при растяжении, равным 9,4 г/денье; удлинением, равным 16,0%; промежуточным удлинением, равным 7,5%; фактором усадки в условиях сухого нагревания, равным 4,4%, и стабильностью размером, равной 11,1 .

Растянутая пряжа, обработанная погружением, как было указано в примере 1, была превращена в корд, характеризуемый пределом прочности при растяжении, равным

8,0 г/денье, удлинением, равным 20,2%, промежуточным удлинением, равным 8,2%, фактором усадки в условиях сухого нагревания, равным 3,5%, стабильностью размеров, равной 11,7% и GY усталостной прочностью, равной 980 мин.

Формула изобретения

Способ получения полигексаметиленадипэмидного волокна экструдированием расплава полимера через фильеру, охлаждением экструдата, вытягиванием при повышенной температуре на вытяжных роликах, отличающийся тем, что. с целью снижения усадки и повышения усталостной прочности, экструдирование осуществляют из расплава полимера с относительной вязкостью по муравьиной кислоте 50-100 со скоростью 1000-5000 м/мин, а вытягивание осуществляют при

180-280 С с использованием нагревателей, установленных между вытяжными ролика35 ми контактным или бесконтактным способом со скоростью 10 — 100 м/мин.

1827000

Таблица 2

Таблица 3

Свойства астян ой п яжи

Показатель отсутствия кристаллических дефектов, Степень кристаллической ориентации

Скорость прядения, м/мин

Козфф. растяжения

Опыт

Скорость вытяжки, и/мин

Промежут. удлинение() Стабильность размеров, Удлинение, л

Tmxx, С

1500

3,3

9.3

16,6

7,5

4.3

",1,8

91,4

72,5

11О

4,4

20

1500

3.3

9,3

16,4

7,6.

12,0

91,2

71,0

4,4

1500

3.3

9,3

16,3

7,6

12.0

90,8

70,8

110

1500

3.3

9,2

16.0

7,7

4,6

12.3

91,0

68.6

1500

100

3,25

15.7

9.0

7,8

5.0

90.7

12,8

61,4

112

1500

500

3.20

8.7

l4.3

7.9

5.7

13.6

89.3

50.6

113

14,0

1500

1500

3.20

9.0

8.3

5.2

13.5

89.8

51. 7

113

Таблица 4

Свойства астян ай п яжи

Показа1

Степень кристаллической ориентации

Коэфф. растяжения

Скорость вытяжки. и/мин

Стабильность размеров, )(Промежут. удлинение() Удлинение. 7", Tmmaax xОС

107

91,4

73,4

3.9

15,8

7.4

1 1,3

8,8

2,5

3000

16 !

91.2

73.5

108

11,5

l5,4

2,5

8,8

108

72,4

90,9

7,4

4.3

11.7

15.3

8,7

2.5

3000

17

107

90,7

69.2

7,6

4,3

11,9

15.0

2.45

8.6

18 3000

2.4 1 8.4

2.3 8,3

107

62.7

12,4

90.8

14.7 7.8

4,6

5.3

3000 !

3000

20

107

52,5

88,9

13.9, 8.0

13.3

Сравнение

89.6 54.3 108

13.3

4,7

1500 2.3 В.л

3000

Скорость

Опыт прядения. мlмин

500 !

Предел прочн. при растяжении, г/денье

Предел проч н. пр» растяжении, г/денье

14.0 8.6

Фактор усадки ($) в условиях сухого нагревания

Фактор усадки ($) e условиях сухого нагревания тель отсутствия кристаллических дефектов, 21.

1827000

Таблица 5

Таблица 6

Таблица 7

Свойства астянчтой п яжи

Коэфф., Предел

Опыт Температура, я (прочн, при, ) нагревателя. С (, растяжения

Удллне ние. нии. гг денье ( (88,8

80, 50 130

З.О 8.З

3,1 8.5

16.7 (21 (180

163 78 47 125! 89,4

90.4

8.9

3.2

3.3! 163

16.4

16,6

7,7 4.5 2.2

9.3

45, 121 912

7.6

7.6 4.4 (12.0

75; 43 1 118 (73 43 1 116

76 41 . 117

3.3 9.3

3,4 9,4.

91,3

110

91,8

16.0

26 250

16.0

1 ! 16,2

110

91.8

3,4 9,5

27 255

28 258

90.4

75.4 109

3.3 9.2

Таоллца В

22 200 гз гго

24 ) 230

25 240

Фактор ! Промежут.:, усадки() i, удлинение в условиях ($) сухого на-, гревания

Степень

Стабиль- кристалность раз- лической мероэ. $ ориентации

Показа/ ! тель отсутствия, о кристал- Tmax, С лических дефектов.

61.5 (108

633 109

687, . 11О

70.4 !

71.5

73.3

74.7

1827000

Таблица9

Показательь отсутствия кристаллических дефектов.

Предел

Степень кристаллической ориентации раста же ння

Стабильность размеров, )

Промежут. удлинение

Опыт

N.

7m m аС

Удлинение, 7, 109

16.3

65,8

90,4

12.1

4.6

7.5

16.2

9.0

3.2

220

70,6

91,2

11.8

4.5

7,3

15,8

9.3

3,3

240

32

70,5

91,0

11,6

4.5

7,1

14.6

9,4

3.4

250

14,9

71,8

91.4

11,3

4,3

7,0

9.5

3,4

260

110

73,9

91,8

11,0

4.3

6,7

14,0

9,8

3.5

270

109

91,8

11,0

275

6,8

13,9

9.7

3,5

108

75,8

90.9

10,8

3.9

6.9

13,8

9.5

3.4

280

Таблица 10

Таблица ll

Свойствадастян ой h яжи

Степень кристаллической ориентации

Коэфф. растяжения

Промежут. удлинение

Стабильность размеров. $

Удлинение. )ь

Тиаж С

9.1

91,2

1 1,4

4,2

15.9

3,4

7,2

73.9

16,2

9.2

60

91,1

11,8

3,3

71.8

4,4

7,4

112

7,6

12,2

9,4

3.3

91Д

4.6

16.6

71,0

80

9,5

3,3

91,6

12,2

4.6

16,6

7,6

112

3,2

9,3

90

16.8

4.7

91,0

12.4

7,7

67.8

17.0

65.6

8.7

3.0

100

12.688,9

4.6

8,0

109

Таблица 12

Температура нагревателя, С

Относительная

Опыт вязкость му1л раеьиной кислоты прочн. при растяжении. г/денье

Предел прочн. при растяжении. г/денье

Свойства зстяннттой и яжи

Фактор усадки (, ) в условиях сухого нагревания

Фактор усадки()6) в условиях сухого нагревания

Показатель отсутствия кристаллических ктов, у

1827000

Свойства астян той п яжи

ПоказаСтепень тель

Опыт

Стабиль-!, ность раз меров. вязкость му ргвьиной кислоты кристаллической ориентации растяже ния

5.0

13.0

89,5

3,3

8,7

13,5

8,0

13,3

89.3

3,2

8.8

13,6

5.!

13,7

89,9

3,2

9.0

13,8

5.3

8.4

90.3

13,8

3.1

8.9

5,3

14.0

8,5

8.9 .

3.1

13,9

5,5

14,0

90,7

8.5

8.2

8.9

100

2.8

5.5

14,4

87.9

14,5

Сравнение 3

Сравнение 4

Сравнение 5

Сравнение 6

Сравнение 7

С авнение 8!

1 (. Относительная

Коэфф

Предел прочн. при растяжении, г/ енье

Удлинение о6,, У Уд

, нение(Я

Фактор усадки ($) в условиях сухого на г евания

Таблица 13 отсутствия Т р лических ектов. !

588, 113

55 8 113

52,1 113

50,9 113

49,7 112

43,8 109

Таблица 14

1827000

12 13

15 16

18

17

Составитель И,Девнина

Техред М.Моргентал Корректор Jl.Ôèäü

Редактор

Заказ 2330 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