Модифицированная прядильная триацетатцеллюлозная композиция

Изобретение относится к технологии получения химических волокон, в частности к получению модифицированных триацетатных волокон. Композиция для получения таких волокон содержит триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8%, модифицирующую добавку β-(5-нитро-2-фурил) акролеин и органический растворитель - смесь метиленхлорида с этанолом в объемном соотношении 9:1. Обеспечивается получение ТАЦ волокон с улучшенными потребительскими и эксплуатационными характеристиками. 1 табл.

 

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к технологии органических соединений. Оно может быть применено в производстве искусственных волокнистых и пленочных материалов из сложных и сложно-смешанных эфиров целлюлозы. Изделия, полученные из таких модифицированных прядильных триацетатцеллюлозных композиций, обладают улучшенными потребительскими и эксплуатационными свойствами, в частности они проявляют высокую устойчивость к жесткому ультрафиолетовому излучению.

В процессе формования волокон и пленок из растворов сложных и сложно-смешанных эфиров целлюлозы и карбоновых кислот применяются низкомолекулярные или высокомолекулярные модифицирующие добавки, которые благоприятно влияют на долговечность полимерных материалов и в значительной степени расширяют сферу их практического применения.

Известен раствор для формования пленок, содержащий триацетат целлюлозы, растворитель и в качестве низкомолекулярной модифицирующей добавки - производные формазана (Авторское свидетельство СССР №771121, М. кл.³ С08L 1/12. 1980). Его недостатком является относительно невысокая вязкость сформованных из него пленок после ультрафиолетового облучения и значительное уменьшение их массы после термообработки. Это свидетельствует о недостаточной устойчивости модифицированных пленок к фото- и термоокислительному разрушению.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является формовочный раствор для получения волокон, состоящий из триацетата целлюлозы, N-(5'-нитро-2'-фурфурилиден)-3-амино-2-оксазолидона и растворителя (RU 2155831, D01F 2/28, C08L 1/12, опубл. 2000). Полученные из него волокна обладают недостаточно высокой светостойкостью. Состав формовочного раствора прототипа следующий, мас%: триацетат целлюлозы - 20, N-(5'-нитро-2'-фурфурилиден)-3-амино-2-оксазолидон - 0,4-1,0, растворитель - остальное.

Недостатком известного раствора является невысокая устойчивость сформованных из него волокон к фотоокислительному воздействию.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является получение ТАЦ волокон с улучшенными потребительскими и эксплуатационными характеристиками.

При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении светостойкости волокон из триацетата целлюлозы.

Указанный технический результат достигается тем, что в модифицированной прядильной композиции для получения волокон, состоящей из триацетата целлюлозы, модифицирующей добавки и органического растворителя, особенностью является то, что она содержит триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8%, а в качестве модифицирующей добавки - β-(5-нитро-2-фурил) акролеин, в качестве растворителя - смесь метиленхлорида с этанолом в объемном соотношении 9:1, при следующем соотношении компонентов, мас%: триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8% - 19-21, модифицирующая добавка β-(5-нитро-2-фурил) акролеин - 0,4-1,0, указанный растворитель - остальное.

Основные свойства модифицирующей добавки приведены: Эгерт В.Э., Страдынь Я.П., Шиманская М.В. Методы аналитического определения соединений 5-нитрофуранового ряда. - Рига: Зинатне, 1968. - С.23 (таблица 4). Она, как и ТАЦ, растворима в метиленхлорид-этаноле (9:1 по об.).

Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами и таблицей, в которой представлена фотоокислительная устойчивость модифицированных и обычных триацетатцеллюлозных волокон.

Пример 1. Для получения волокон используют модифицированную прядильную композицию, в которую входят следующие компоненты, мас.%: триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8% - 20, модифицирующая добавка β-(5-нитро-2-фурил) акролеин - 0,4, растворитель - 79,6.

Применяют триацетат целлюлозы, содержащий 61,8% связанной уксусной кислоты. Модифицирующую добавку предварительно растворяют в органическом растворителе - смеси метиленхлорида с этанолом (объемное соотношение 9:1), что обеспечивает более равномерное распределение ее в получающей прядильной композиции. Скорость формования волокон составляет 450 об/мин при температуре прядильной композиции 75°С и температуре прядильной шахты 95°С. При формовании используют фильеры с 15 отверстиями диаметром 50 мкм.

В аналогичных условиях формуют волокна из раствора без добавки.

Образцы ТАЦ волокон подвергают ультрафиолетовому облучению ртутно-кварцевой лампой ПКР-2 полного спектра излучения. Искусственную инсоляцию проводят при комнатной температуре на воздухе. Испытуемые волокна укрепляют на расстоянии 30 см от источника света. По окончании облучения образцы выдерживают в темноте в течение 120-150 ч для исключения влияния на результаты дальнейших исследований эффекта последействия.

Свойства волокон после ультрафиолетового облучения ртутно-кварцевой лампой ПКР-2 представлены в таблице.

Пример 2. Для получения волокон используют модифицированную прядильную композицию, в которую входят следующие компоненты, мас.%: триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8% - 20, модифицирующая добавка β-(5-нитро-2-фурил) акролеин - 0,7, растворитель - 79,3.

Формование проводят по режиму, указанному в примере 1.

Пример 3. Для получения волокон используют модифицированную прядильную композицию, в которую входят следующие компоненты, мас.%: триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8% - 20, модифицирующая добавка β-(5-нитро-2-фурил) акролеин - 1,0, растворитель - 79,0.

Формование проводят по режиму, указанному в примере 1.

По окончании ультрафиолетового облучения испытуемых образцов измеряют их разрывную прочность и относительное удлинение при разрыве, а также определяют степень полимеризации исходных и облученных ТАЦ волокон. Полученные результаты, приведенные в таблице, показывают насколько снижаются вышеуказанные свойства волокон, сформованных в присутствии модифицирующей добавки β-(5-нитро-2-фурил) акролеина по сравнению с немодифицированными волокнами.

Из таблицы следует, что в результате введения в прядильную триацетатцеллюлозную композицию модифицирующей добавки - β-(5-нитро--2-фурил) акролеина существенно возрастает сопротивляемость сформованных из нее волокон фотоокислительному разложению.

Другие физико-механические свойства этих волокон практически не отличаются от свойств исходного триацетатцеллюлозного волокна.

Оптимальная концентрация модифицирующей добавки β-(5-нитро-2-фурил) акролеина находится в пределах 0,4-1,0 мас.% и при дальнейшем увеличении ее содержания перечисленные показатели модифицированных триацетатцеллюлозных волокон изменяются очень мало.

Использование заявляемого изобретения позволит выпускать ТАЦ волокна с улучшенными потребительскими и эксплуатационными характеристиками.

Технология приготовления предложенных прядильных композиций не меняется по сравнению с используемой для известного раствора.

Таблица

Результаты ускоренного фотоокислительного старения триацетатцеллюлозных волокон, полученных из различных прядильных композиций
Содержание модифицирующей добавки, % от массы прядильной композиции	Уменьшение прочностных и физико-химических свойств волокон, % (от первоначальных значений) после УФ - облучения лампой ПРК - 2 в течение τ, ч
	разрывная прочность	относительное удлинение при разрыве	степень полимеризации триацетата целлюлозы
6	12	24	6	12	24	6	12	24
Предложенная прядильная композиция
0,4	16,79	23,46	68,21	73,35	96,23	97,02	24,85	31,76	48,51
0,7	15,84	22,75	66,78	71,92	95,78	96,71	22,12	29,12	46,09
1,0	14,58	21,99	65,95	71,48	94,65	96,00	21,28	28,01	44,33
Известная прядильная композиция
0,4	23,48	59,13	100	83,15	99,86	100	32,24	51,27	65,81
0,7	21,56	58,67	100	80,90	99,57	100	30,59	48,51	60,32
1,0	20,94	55,05	100	76,66	99,43	100	27,28	46,39	58,66
Контрольная прядильная композиция
-	18,72	67,59	100	72,27	99,81	100	35,11	53,55	71,63

Модифицированная прядильная композиция для получения волокон, содержащая триацетат целлюлозы, модифицирующую добавку и органический растворитель, отличающаяся тем, что она содержит триацетат целлюлозы с ацетильным числом 61,8%, в качестве модифицирующей добавки - β-(5-нитро-2-фурил) акролеин, а в качестве органического растворителя - смесь метиленхлорида с этанолом в объемном соотношении 9:1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

триацетат целлюлозы
с ацетильным числом 61,8%	19-21
модифицирующая добавка
β-(5-нитро-2-фурил) акролеин	0,4-1,0
указанный органический растворитель	остальное