Способ получения ионообменного полиакрилонитрильного волокна

 

Использование: в различных отраслях народного хозяйства для сорбции паров кислот и щелочей из газовоздушных сред, извлечения ионов металлов из водных растворов. Сущность изобретения: исходное полиакрилонитрильное волокно обрабатывают сначала водным 10 25%-ным раствором гидразингидрата при 90 95°С. Вторую обработку проводят при 60 80°С 20 - 90 мин водным раствором содержащим NaOH и NH4OH взятых в соотношении 1 0,2 1,5 и концентрации NaOH в растворе 15 35 г/л.

Изобретение относится к технологии получения химических волокон с ионообменными свойствами, в частности полиакрилонитрильных, которые могут быть использованы в различных отраслях народного хозяйства для сорбции паров кислот и щелочей из газовоздушных сред, извлечения ионов металлов из водных растворов.

Известен способ получения ионообменных полиакрилонитрильных волокон путем гидразирования с последующим щелочным гидролизом промышленного волокна нитрон. Для придания ионообменных свойств щелочной гидролиз предложено осуществлять 5-20% -ным водным раствором NaOH при 60-100оС в течение 5-60 мин [1] В указанном способе процесс гидразирования осуществляют в несколько стадий с предварительным набуханием волокна в органическом растворителе.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, согласно которому гидразирование осуществляют путем обработки волокна нитрон 20-25%-ным водным раствором гидразингидрата при 90оС [2] Для второй стадии стадии щелочного гидролиза используют 5-10%-ный раствор щелочи. В процессе гидролиза волокна в растворе щелочи накапливается аммиак, однако общая щелочность среды практически не меняется, поскольку в процессе реакции расходуется едкий натр.

При таком способе гидролиза необходима достаточно высокая, постоянно поддерживаемая концентрация NaOН в растворе (50-100 г/л), что приводит к высокому расходу щелочи. При уменьшении концентрации NaOН значительно возрастает время щелочного гидролиза и снижаются достигаемые при этом значения статической обменной емкости (СОЕ) волокна.

Техническая задача изобретения создание более экономического процесса получения ионообменного волокна путем сокращения расхода едкого натра при сохранении высоких значений статической обменной вязкости.

Задача решается за счет того, что в способе получения ионообменного полиакрилонитрильного волокна гидразированием исходного волокна водным раствором гидразингидрата при повышенной температуре с последующим щелочным гидролизом водным раствором щелочи, щелочной гидролиз осуществляют водным раствором смеси NaOН и NH4OН при соотношении 1:0,2-1,5 соответственно при 60-80оС в течение 20-90 мин, при этом концентрация NaOН составляет 15-35 г/л, а гидразидирование проводят 10-25%-ным водным раствором гидразингидрата при 90-95оС. Согласно предлагаемому способу присутствие NaOН в растворе обеспечивает более мягкое и равномерное протекание процесса гидролиза, обеспечивает снижение расхода NaOН на 30-50% и облегчает получение катионообменного и амфотерного волокна с заданным значением СОЕ.

Изобретение иллюстрируется примерами.

П р и м е р 1. Полиакрилонитрильное волокно нитрон в виде штапеля с длиной резки 70 мм в количестве 13 кг загружают в корзину аппарата химической модификации и обрабатывают 25%-ным водным раствором гидразингидрата при 90оС в течение 90 мин. После промывки волокно в том же аппарате обрабатывают водным раствором NaOН в NH4 при соотношении компонентов 1:0,2 концентрации NaOН 35 г/л и температуре 60оС в течение 90 мин. После промывки получают волокно с СОЕ 5,6 0,5 кг-экв/г.

Расход NaOН cоставляет 300 г/кг волокна. Для сравнения штапельное волокно нитрон, обработанное гидразингидратом при тех же условиях, подвергали щелочному гидролизу, используя раствор NaOН концентрацией 200 г/л, при 90оС в течение 20 мин. После промывки получают волокно с СОЕ 5,6 1 мг-экв/г.

Раствор щелочи составляет 700 г/кг волокна.

П р и м е р 2. Штапельное волокно нитрон обрабатывают 10%-ным водным раствором гидразингидрата при 95оC согласно примеру 1. После промывки проводят гидролиз волокна водным раствором NaOН и NH4OН при массовом соотношении компонентов 1:1,4 концентрации NaOН 25 г/л при 80оС в течение 20 мин. Волокно промывают и анализируют. СОЕ готового волокна 4,5 0,3 мг-экв/г. Расход щелочи составляет 260 г/кг волокна.

П р и м е р 3. Согласно примеру 2 осуществляют гидразидирование штапельного волокна нитрон. После промывки проводят гидролиз волокна водным раствором NaOН и NH4OН при массовом соотношении компонентов 1:1,5 концентрации NaOН 15 г/л при 80оС в течение 60 мин. Волокно промывают и анализируют. СОЕ готового волокна 5,2 0,3 мг-экв/г. Расход щелочи составляет 230 г/кг волокна.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОНООБМЕННОГО ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛЬНОГО ВОЛОКНА обработкой исходного волокна сначала водным раствором гидразингидрата при повышеной температуре, а затем водным раствором NaOH, отличающийся тем, что используют 10 25%-ный раствор гидразингидрата при 90 95oС, а вторую обработку осуществляют при 60 80oС в течение 20 30 мин раствором, дополнительно содержащим NH4OH при массовом соотношении NaOH и NH4OH 1 0,2 1,5 и концентрации NaOH в растворе 15 35 г/л.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии получения полиакрилонитрильного волокна , в частности к непрерывному способу получения раствора для формования волокна , и может быть использовано в качестве исходного сырья в произвбдстве углеродного волокна

Изобретение относится к производству химических волокон, в частности к способу получения раствора для формирования химического волокна из натурального шелка, фиброина, полиакрилонитрила или их смесей

Изобретение относится к технологии получения полиакрилонитрильных волокон ,в частности, к раствору для формования волокон нитрон из сополимера акрилонитрила с метилакрилатом и итаконовой кислотой

Изобретение относится к области получения слабоосновных анионообменных мембран, которые могут найти применение в установках для диффузионного диализа при наличии агрессивных сред, например для извлечения минеральных кислот из кислотно-солевых растворов, регенерации травильных растворов, рафинирования минеральных кислот промышленного назначения в широком диапазоне концентраций
Изобретение относится к получению пакетовых мембран

Изобретение относится к технологии получения ионообменных мембран, а именно полимерных мембран, проницаемых для катионов, и может быть использовано в химической промышленности

Изобретение относится к изготовлению изделий из формованных органических сокомолекулярных материалов, в частности к изготовлению полупроницаемых катионитовых мембран, обладающих избирательной проницаемостью к однозарядным ионам, и может быть использовано в водоподготовке для электродиализа водных растворов

Изобретение относится к технологии композиционных материалов и предназначено для получения полимерных пресс-композиций c ионообменными свойствами
Наверх